Modifications de surface des nanodiamants : compréhension des mécanismes d’échanges électroniques et mise en évidence d’un effet thérapeutique
Auteur / Autrice : | Tristan Petit |
Direction : | Jean-Charles Arnault |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences physiques - Chimie |
Date : | Soutenance le 18/03/2013 |
Etablissement(s) : | Cachan, Ecole normale supérieure |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne) |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Etcheberry, Jean-Rémi Bertrand, Philippe Bergonzo, Hugues Girard, Sylvie Chevillard |
Rapporteurs / Rapporteuses : Gérald Dujardin, Anke Krüger |
Mots clés
Résumé
A partir de l'étude des effets de la chimie de surface des Nanodiamants (NDs) sur leurs propriétés électroniques, cette thèse a permis la mise en évidence d'un effet thérapeutique des NDs sur des cellules humaines. En particulier, il a été montré que les NDs de détonation peuvent générer des radicaux libres oxygénés sous radiation ionisante, ce qui pourrait améliorer l'efficacité de certains traitements de radiothérapie actuels. Les échanges électroniques entre le coeur des NDs et leur environnement sont en effet favorisés après des traitements de surface, notamment d'hydrogénation et de graphitisation de surface. Les conditions expérimentales permettant d'obtenir des NDs hydrogénées (NDs-H) sous plasma d'hydrogène ont été optimisées sous ultravide, puis ont été utilisées pour préparer de grandes quantités de NDs-H sous forme pulvérulente. La même procédure a été appliquée pour la graphitisation de surface des NDs, en utilisant des recuits sous vide à haute température. L'effet de ces traitements de surface sur les propriétés d'interactions électroniques des NDs a été étudié après exposition à l'air ambiant, puis en dispersion dans l'eau. Ces traitements de surface assurent notamment un potentiel Zeta positif aux NDs, dont l'origine a été discutée. Enfin, les interactions des NDs avec plusieurs lignées de cellules tumorales humaines ont été étudiées et l'efficacité des NDs pour radiosensibiliser des cellules radiorésistantes sous irradiation gamma a été montrée, ouvrant de nouvelles perspectives d'applications des NDs en nanomédecine. .