Greffage de copolymères antibactériens sur des surfaces PVC par chimie Click

Antibacterial copolymers grafting onto PVC surfaces by click chemistry

• Auteur / Autrice : Jérôme Lafarge
• Direction : Fabrice Burel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 20/12/2012
• Etablissement(s) : Rouen, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale normande de chimie (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Polymères, biopolymères, surfaces (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1974-...) - Polymères Biopolymères Surfaces / PBS
• Jury : Président / Présidente : Valérie Langlois
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nasreddine Kebir, Jean-François Brière
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Langlois, Thierry Hamaide

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie click

Contamination de surfaces

Antibactériens

Copolymères greffés

Mots clés libres

PVC

Surfaces

Antibactérien

Chimie click

Biomateriaux

Biocide

Antiadhésif

PVC

Surfaces

Antibactérial

Chemistry click

Biomaterials

Grafting to

Biocidal

Antiadhesive

Résumé

Dans le cadre de ce travail, l’objectif était d’élaborer des surfaces PVC antibactériennes. Deux types de surfaces ont été élaborés, des surfaces bactéricides visant à tuer les bactéries au contact et des surfaces antiadhésives (bactériophobes) empêchant ou limitant l’adhésion bactérienne.Pour ce faire, des copolymères porteurs de groupements cationiques bactéricides ainsi que des copolymères renfermant des structures à effets antiadhésifs de type polysaccharides ou PEG ont été synthétisés et caractérisés. Ces composés ont été ensuite greffés chimiquement par click addition sur des surfaces PVC porteuses de fonctions azoture (PVC-N3). Les propriétés physico-chimiques des nouvelles surfaces obtenues ont été caractérisées par diverses techniques (IRTF, XPS, angle de contact, AFM, microscopie confocale à fluorescence, ATG etDSC). Les propriétés bactéricides ou antiadhésives ont été évaluées à l’égard de Escherichia coli et Staphylococcus epidermidis. La microscopie confocale à fluorescence a mis en évidence le caractère hautement bactéricide des surfaces PVC cationiques via le test Live and Dead.Cette technique a aussi permis de démontrer l’effet antiadhésif de la méthyl cellulose, del’hydroxyéthyl cellulose et du PEG greffés en surface, diminuant d’au moins 10⁴ fois le nombre de bactéries adhérées par rapport aux surfaces témoins.

This work aimed to elaborate antibacterial PVC surfaces. Two kinds of surface were prepared, i.e. non leaching bactericidal surfaces killing bacteria by contact and antiadhesive (bacteriarepellent) surfaces preventing or limiting bacteria attachment. Thus, copolymers bearing cationic bactericidal groups as well as copolymers bearing polysaccharide or PEG antiadhesive structures were synthesized and characterized. These polymers were then successfully grafted by click chemistry onto PVC surfaces bearing azide groups (PVC-N3).The physico-chemical properties of the obtained surfaces were assessed by several techniques(FTIR, XPS, contact angle measurements, AFM, confocal fluorescence microscopy, TGA and DSC). The bactericidal and antiadhesive properties were assessed against Escherichia coli and Staphylococcus epidermidis. The fluorescence microscopy evidenced the high bactericidal effect of the cationic surfaces, using the Live and Dead test. This microscopytechnique has also shown high bacteria repellent effect of the surfaces based on methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose and PEG, i.e. decrease of bacteria attachment by more than 10⁴ fold compared to the ungrafted surface.