Synthèse, caractérisations et évaluation de l'activité bactéricide de composés inorganiques à base de cuivre

Synthesis, characterizations and bactericidal activity evaluation of copper-based inorganic compounds

• Auteur / Autrice : Batiste Clavier
• Direction : Gwenaël Corbel, Christine Roques
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie inorganique
• Date : Soutenance le 18/12/2019
• Etablissement(s) : Le Mans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Molécules et Matériaux du Mans (Le Mans ; 2012-....) - Institut des Molécules et Matériaux du Mans / IMMM

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydes de cuivre

Fluorures

Phosphates

Antibactériens

Solutions solides

Magnésium -- Composés

Cuivre -- Composés

Effets du cuivre

Bactéries pathogènes

Mots clés libres

Cuivre

Magnésium

Activité bactéricide

Oxydes

Hydroxydes

Fluorures

Phosphates

Solutions solides

Copper

Magnesium

Bactericidal Activity

Oxides

Hydroxides

Fluorides

Solid Solutions

Résumé

Les bactéries pathogènes responsables des infections associées aux soins posent des problèmes permanents et croissants dans les établissements de santé. En France, les bactéries Escherichia coli et Staphylococcus aureus sont responsables de plus de 40% de ces infections. Face à l'adaptation permanente de ces bactéries aux nouveaux antibiotiques mis sur le marché, des solutions complémentaires doivent être trouvées. Une des solutions proposée dans ce travail de thèse vise à exacerber les performances de composés bactéricides connus (effet de synergie) ou à procurer des propriétés bactéricides à des composés inactifs en substituant partiellement des ions magnésium par les ions cuivriques ou vice versa. De nouvelles solutions solides ont ainsi été découvertes. Des réactions dans l'état solide, la co-précipitation, la voie hydrothermale ou la mécanosynthèse ont été employées pour synthétiser des particules de taille micro- ou nanométrique des composés désirés. Une fois obtenues, la Diffraction des Rayons X, les Microscopies Electroniques, l'adsorption de diazote, les spectroscopies IR/UV-visible, l'Analyse ThermoGravimétrique couplée à la Spectrométrie de Masse et la Spectrométrie d'Emission Atomique ont été utilisées afin de déterminer la nature, la composition et la taille de ces particules ainsi que leur stabilité dans l'eau ou sous une atmosphère riche en CO2. L'évaluation des propriétés bactéricides dans l'eau et à 20°C révèle que la substitution partielle du magnésium par le cuivre accroît l'activité des composés à la fois en termes d'amplitude et de cinétique. Ces performances accrues ne sont pas nécessairement liées à la teneur en cuivre dans le composé actif.

Bacterial pathogens causing healthcare-associated-infections pose ongoing and increasing challenges to care facilities. In France, Escherichia coli and Staphylococcus aureus are responsible for more than 40% of these infections. Due to the permanent adaptation of these bacteria to new antibiotics placed on the market, complementary solutions must be found. One of these solutions proposed in this thesis work aims to exacerbate performances of known bactericidal materials (synergistic effect) or to provide bactericidal properties to non-active compounds by partially substituting magnesium ions by cupric ones or vice versa. New solid solutions were thus highlighted. Solid state reaction, co-precipitation, hydrothermal routes or mechanosynthesis were employed to synthesize micrometer-sized or nanometer-sized particles of those desired compounds. When obtained, X-Ray Diffraction, electron microscopies, dinitrogen adsorption, IR/UV-visible spectroscopies, ThermoGravimetric Analysis-Mass Spectrometry and Atomic Emission Spectroscopy are used to determine the nature, composition and size of those particles as well as their stability in water or CO2 rich atmosphere. The evaluation of bactericidal properties in water and at 20°C showed that the partial substitution of magnesium by copper enhances the activity of compounds both in terms of magnitude and kinetics. These increased performances are not necessarily related to the copper content in the active compound.