Elaboration et stabilité chimique de matériaux intelligents à base de polyacrylamides : modélisation de leur capacité de libération contrôlée de principes actifs

Elaboration and chemical stability of smart materials based on polyacrylamides: modelling of their controlled release capacity of active pharmaceutical ingredients

• Auteur / Autrice : Camille Mathieu
• Direction : Emmanuel Richaud, Samar Issa
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pimm - Laboratoire Procédés et ingénierie en mécanique et matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : TemPo : Vieillissement des polymères et matériaux organiques
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)

Mots clés

Mots clés libres

Polymères

Matériaux intelligents

Vieillissement

Libération prolongée

Modélisation

Principes actifs

Polymers

Smart materials

Aging

Sustained release

Modelling

Active pharmaceutical ingredient

Résumé

Les polymères et copolymères de la famille des poly(N-isopropylacrylamide) PNIPAAM sont des hydrogels biocompatibles et ayant une thermosensibilité réversible. Faisant partie des matériaux intelligents stimuli-dépendants, plusieurs études se sont intéressées à leurs applications (Figure 1) et notamment leur utilisation dans la libération contrôlée de principes actifs. Leur comportement est fortement modifié par la température en dessus ou au-dessous de la LCST proche de la température corporelle (35°C). La PNIPAM est un polymère relativement étudié dans la littérature mais son oxydation a été peu étudiée. La synthèse de nouveaux matériaux en présence de co-monomères ou toute autre modification chimique peuvent altérer la LCST. Ces stratégies ont été essentiellement abordées sous l'angle de la synthèse et ouvrent de vastes possibilités dans de le déploiement de thérapies pour des molécules très peu solubles anticancéreuses, anti-infectieuses et anti-inflammatoires dans les formulations galéniques. 1) Synthétiser des matériaux modèles (PNIPAAM et leurs copolymères) par voie radicalaire 2) Evaluer les propriétés des matériaux à permettre la libération contrôlée de principe actif modèle : applications des modèles d'encapsulation /relargage dans le cas du matériau non vieilli 3) Etudier le vieillissement thermique/hydrolytique et caractériser ce polymère (pur ou avec un principe actif) et en particulier étudier le lien entre l'avancement du vieillissement, hydrophilie, et valeur de la température de transition LCST 4) Appréhender l'effet du vieillissement sur l'encapsulation et le relargage des principes actifs sur des PNIPAAM avec différents degrés de vieillissement

The polymers and copolymers of the PNIPAAM poly(N-isopropylacrylamide) family are biocompatible hydrogels, stimuli-dependent smart materials. Several studies have focused on their applications and their use in the controlled release of active pharmaceutical ingredient (API). Their behavior is strongly modified by temperature above or below the LCST close to body temperature (35°C). Although PNIPAM is a relatively studied polymer in the literature, its oxidation has been little studied. The synthesis of new materials in the presence of comonomers or any other chemical modification can alter the LCST. These strategies open vast possibilities in the deployment of therapies for very poorly soluble API in galenic formulations. 1) Synthesize template materials (PNIPAAM and their copolymers) by the radical route 2) Evaluate the properties of materials to allow the controlled release of a template API: applications of encapsulation / release models in the case of unaged material 3) Study the thermal/hydrolytic aging and characterize this polymer (pure or with an API) and study the link between the progress of aging, hydrophilicity, and value of the LCST transition temperature 4) Understand the effect of aging on the encapsulation and release of API on PNIPAAM with different degrees of aging