Utilisation de polymères d'origine marine pour développer des scaffolds d'hydrogel destinés à l'essai de médicaments.

Marine-origin polymers to develop hydrogel scaffolds for drug testing.

• Auteur / Autrice : Rizlène Bouhaya
• Direction : Susana De matos fernandes
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie polymères
• Date : Inscription en doctorat le 27/04/2024
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences analytiques et de Physico-chimie pour l'Environnement et les Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Biopolymères marins

Chimie des polymères naturels

Hydrogels

Développement Biomatériaux 3D

Propriétés mécaniques et biologiques

(bio)minéralisation

Marine biopolymers

Natural polymers chemistry

Hydrogels

Development 3D biomaterials

Mechanical and biological properties

(bio)mineralization

Résumé

Ce programme de doctorat permettra de créer de nouveaux hydrogels à partir de la biomasse marine. Les hydrogels sont largement utilisés pour la culture cellulaire en 3D, mais les hydrogels actuels présentent des inconvénients majeurs. Pour surmonter ces problèmes, des hydrogels à base de biopolymères marins (par exemple, de poissons, de crustacés et de micro- et/ou macro-algues) seront synthétisés et dérivés afin de leur conférer les propriétés biologiques et physiques requises pour soutenir la croissance de types de cellules tumorales spécifiques. L'accent sera mis sur le développement de scaffolds d'hydrogel, en particulier en utilisant des polysaccharides ou des protéines marines, qui peuvent être mis à l'échelle pour être utilisés dans les essais de médicaments à l'aide de la technologie d'impression 3D automatisée. La thèse sera divisée en 3 axes de recherche principaux : i) la conception et la synthèse de scaffolds d'hydrogels 3D structurés à plusieurs échelles basés sur des polymères marins renforcés par différentes sources de nanoparticules ou de microparticules grâce à différentes approches telles que les méthodes classiques de freeze-drying et de séparation de phase ; ii) l'évaluation des hydrogels optimaux par la caractérisation des propriétés physicochimiques, morphologiques, mécaniques et biologiques ; et iii) l'évaluation de la capacité de mise à l'échelle des hydrogels pour leur utilisation dans les tests de médicaments en utilisant la technologie d'impression automatisée en 3D.

This PhD program will create novel hydrogels from marine biomass. Hydrogels are widely used for 3D cell culture but current hydrogels have major drawbacks. To overcome these problems, hydrogels based on marine biopolymers (e.g., from fish, crustaceans and micro- and/or macro-algae) will be synthesize and derivatize conferring the required biological and physical properties to support the growth of specific tumor cell types. The focus will be on developing hydrogel scaffolds, in particular using marine polysaccharides or proteins, that can be scaled up for use in drug testing using automated 3D printing technology. The thesis will be divided in 3 main research axes: i) the design and synthesis of multiscale structured 3D hydrogel scaffolds based on marine polymers reinforced with different sources of nano- or microparticles through different approaches like the classic freeze-drying and phase separation methods; ii) the assess of the optimal hydrogel(s) by the characterization of the physicochemical, morphological, mechanical and biological properties; and iii) the assess of the scale up capacity of the hydrogels for its use in drug testing using automated 3D printing technology.