Formulation et caractérisation de microparticules à base de PLGA fonctionnalisées en surface pour la survie in vitro de cellules souches

Formulation and Characterization of Surface Functionalized PLGA based microparticles for in vitro stem cell survival.

• Auteur / Autrice : Deniz Ugur
• Direction : Frank Boury, Claudia Montero-Menei, Mischa Zelzer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacie
• Date : Soutenance le 04/09/2018
• Etablissement(s) : Angers en cotutelle avec University of Nottingham
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Design and Application of Innovative Local Treatments in Glioblastoma (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche de Cancérologie et d'Immunologie / Nantes - Angers / CRCINA
• Jury : Président / Présidente : David Scurr
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Snow Stolnik-Trenkic
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Tosi Giovanni

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules souches

Spectrométrie de masse des ions secondaires

Biomatériaux

Colloïdes polymères

Polymères en médecine

Acide polylactique

Mots clés libres

Biomatériaux

Colloïdes polymérique

Interface cellule-Biomatériau

Plga

ToF-SIMS

Biomaterials

Polymeric colloids

Cell-Biomaterial interface

Surface characterisation

Plga

ToF-SIMS

Résumé

Les microsphères polymériques, biodégradables et biocompatibles sont prometteuses comme échafaudages pour fournir des cellules aux tissus sans dommage et améliorer la réponse des cellules souches. Il a été montré que les microparticules à base de PLGA à base de protéines ECM préparées par une technique d'extraction par solvant en émulsion améliorent l'adhésion et la prolifération des cellules souches. Bien qu'un certain effet biologique du revêtement protéique sur les microparticules de polymère soit établi, il n'est pas bien compris car des informations détaillées sur l'interaction entre les propriétés de surface des particules chimiques et physiques, l'adsorption protéique et la réponse cellulaire restent floues. Le but de cette étude est d'établir une relation entre les propriétés de surface des particules qui proviennent des variables utilisées lors des formulations, l'adsorption des protéines et la réponse des cellules souches pour permettre une conception plus rationnelle des microparticules. Deux types de polymères différents (PLGA et PLGA-P188-PLGA) et deux stabilisants d'émulsion différents; un polymérique PVA et une huile polaire Propylène glycol ont été utilisés pour préparer quatre types de particules dans un procédé en émulsion. Les particules ont été caractérisées en termes de taille, charge, topographie et morphologie et chimie de surface Identification des effets des variables dans la chimie et l'émulsifiant des polymères Des surfaces de polymère plat recouvertes de spins sont générées pour comprendre les interactions entre les polymères et les molécules d'adhésion de la fibronectine et de la poly-D-Lysine pour la fonctionnalisation des microparticule.

Polymeric, biodegradable and biocompatible microspheres are promising as colloidal scaffolds to deliver cells to tissues without damage and to enhance stem cell survival. It has been shown that PLGA (poly(lactic-co-glycolic acid)) based microparticles prepared by an emulsion solvent extraction technique and functionalised with ECM proteins improves stemcell adhesion and proliferation. While it is established that the presence of proteins in these systems has abiological effect, the interplay between microparticle properties and cells is poorly understood because there lationship between chemical and physical particle surface properties, protein adsorption and cell response remain unclear. Protein adsorption on a polymer particle surface is a complex phenomenon that is affected by different interfacial mechanisms/forces (e.g. DLVO and non-DLVO forces) and inherents tructural properties of macromolecules (e.g. polymers, surfactants, peptides and proteins) present on surface, establishing the parameters that involves inprotein/peptide adsorption on microparticles insights the logical design of the particles as a biomaterial useby contributing the understanding of another related complex phenomenon of the colloidal biomaterial-cell interface interaction in tissue engineering where limited study available to fully understand the concept.The purpose of this study is to investigate the impact of different formulation approaches on the physicochemical properties of the microparticles and identify connections between the particle properties, protein adsorption and ensuing cell response on these materials. To examine these, two different polymertypes (PLGA and PLGA-P188-PLGA) and two different emulsion stabilizers; a polymeric surfactant (PVA(Polyvinyl alcohol) and a polar oil propylene glycol were used to prepare four different types of particles in an emulsion process (O/W). Particles were characterized in terms of size, charge, topography, morphology and surface chemistry to identify the effect of the variables of polymer chemistry and use of surfactant on particle properties in first part of the study. Spin coated flatpolymer surfaces were generated to understand the interactions between the polymers and the proteins (fibronectin /poly-d-Lysine).