Ingénierie des poly(2-oxazoline)s pour un usage dans le domaine du biomédical

Engineering of poly (2-oxazoline)s for potential use in biomedical applications

• Auteur / Autrice : Camille Legros
• Direction : Daniel Taton, Michael Kam Chiu Tam, Marie-Claire Gillet-De Pauw, Sébastien Lecommandoux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Polymères
• Date : Soutenance le 31/10/2014
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec University of Waterloo (Canada)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Autre établissement de co-tutelle internationale : Université de Liège
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement d'accueil : Université Bordeaux-I (1971-2013)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Carlotti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Amiel, Richard Hoogenboom

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristallisation

Micelles

Copolymères séquencés

Aldéhydes

Copolymères statistiques

Synthèse (chimie)

Nanogels

Mots clés libres

Poly(2-oxazoline)

Nanogel

Hydrogel

Stimulable

Cristallisation

Point trouble

Aldehyde

Cytotoxicité

Poly(2-oxazoline)

Nanogel

Hydrogel

Responsive

Crystallization

LCST

Post-polymerization modification

Aldehyde

Cytotoxicity

Protein repellent

Résumé

Ce travail décrit d'abord l’élaboration de nanogels hydrophiles stimulables, sensibles à un changement de pH et à un environnement où les propriétés d’oxydo-réduction peuvent varier. Ils ont été synthétisés en milieu dilué, d’une part, et en émulsion inverse, d’autre part; dans les deux cas à partir d’un copolymère statistique composé d’unités 2-éthyl-2-oxazoline et éthylène imine. Ces nanogels n’ont pas montré d’interactions spécifiques avec des protéines telles que la BSA et se sont avérés non-toxiques in vitro. Une plateforme à base d’un copolymère POx statistique porteur de fonctions aldéhydes a par ailleurs permis d’accéder à une librairie de POx, incluant des structures greffées et réticulées. Enfin, l’autoassemblage en solution d’un copolymère à blocs de type poly(2-methyl-oxazoline)-bpoly(2-isopropyl-2-oxazoline) (PMeOx-b-PiPrOx), a été étudié en détail. Des micelles ont été observées à des temps courts au-dessus du point trouble du PiPrOx. Pour des temps plus longs, la formation de fibres et de micelles réticulées physiquement ont été mise en évidence, comportement expliqué par la cristallisation des chainesde PiPrOx stabilisées par les blocs PMeOx hydrophiles.

This PhD work is based on the design of poly(2-oxazoline) (POx)hydrogels and nanogels, by chemical or physical cross-linking, aimed to be used for biomedical applications. Nanogels were first prepared in dilute media and in inverse emulsion based on a statistical copolymer made of 2-ethyl-2-oxazoline and ethyleneimine units. These stimuli-responsive nanogels were swelling in acidic media and were cleaved in reductive environment. They proved to be non-cytotoxic and act as protein repellent. Second, a reactive platform based on a statistical POx polymerbearing aldehyde functionalities was engineered, enabling the synthesis of graft and cross-linked POx. Last, a block copolymer made of 2-methyl- and 2-isopropyl-2-oxazoline units, proved to self-assemble into micelles when heated above its LCST,for a short period of time (< 1h30). When annealed for a longer time (> 1h30),crystallization-driven self-assembly led to the formation of different morphologies(fiber rods and cross-linked micelles).