Utilisation biomédicale des nanoparticules magnétiques : application à la vectorisation et à l'hyperthermie

par Jean-Paul Fortin-Ripoche

Thèse de doctorat en Interfaces Physique - Biologie

Sous la direction de Jean-Claude Bacri.

Soutenue en 2007

à Paris 7 .


  • Résumé

    Deux applications médicales des nanoparticules magnétiques ont été étudiées : le guidage de médicaments et l'hyperthermie anticancéreuse. Les particules utilisées ont un diamètre de moins de 30 nm, sont constituées de maghémite ou de ferrite de cobalt et sont stabilisées par adsorption d'ions citrate en surface. La faisabilité de la vectorisation magnétique a été réalisée sur des liposomes « furtifs » de 200 nm de diamètre contenant les particules. Ces derniers ont été caractérisés in vitro puis ont été injectés par voie intraveineuse à 38 souris porteuses de deux tumeurs humaines, un aimant ayant été fixé sur une des tumeurs. L'accumulation préférentielle des vecteurs dans cette tumeur a été constatée par IRM, histologie et microscopie de fluorescence intravitale. L'hyperthermie médiée magnétiquement a été étudiée théoriquement et expérimentalement. L'échauffement des particules, lorsqu'elles sont soumises à un champ magnétique variable, résulte principalement de leur dynamique qui est gouvernée par les relaxations de Brown et de Néel. L'influence des paramètres contrôlant ces mécanismes a été déterminée à travers une étude expérimentale portant sur 15 échantillons. La comparaison des puissances dissipées, mesurées et théoriques, a permis de déterminer le domaine de validité du modèle utilisé (diamètre < 15 nm). Ce traitement a été appliqué in vitro à des cellules cancéreuses, ce qui a permis d'étendre le modèle précédent au milieu intracellulaire et de quantifier l'action de l'élévation de température sur la mortalité cellulaire.

  • Titre traduit

    Biomedical use of magnetic nanoparticles : application to magnetic targeting and hyperthermia


  • Résumé

    Two medical applications of magnetic nanoparticules were studied : magnetic drug targeting and therapeutic hyperthermia. Particles were composed of maghemite or cobalt ferrite and were stabilized by adsorption of citrate ions on their surface, their diameter was lower than 30 nm. Feasibility of magnetic targeting was carried out with stealth liposomes of 200 nm diameter containing particles. They were characterized in vitro, then injected by intravenous route to 38 mice bearing two human tumor in each flank, after a small magnet was fixed above the skin in front of one tumor. Preferential accumulation of vectors in this tumor was evaluated by MRI, histology and intravital fluorescence microscopy. Magnetically mediated hyperthermia was studied both theoretically and experimentally. Particles heating, under variable magnetic field, results mainly from their dynamics which is controlled by Brown and Neel relaxation. The influence of parameters controlling these mechanisms was explored through an experimental study including 15 samples. Comparison between measured and theoretical dissipation provides limitations of the commonly used model (diameter < 15 nm). This treatment was finally applied in vitro on cancerous cells, we can then extend the preceding model.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (194 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 226 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2007) 108
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