Conception et caractérisation de nano-objets magnétiques pour l’imagerie par résonance magnétique (IRM)

par Brice Basly

Thèse de doctorat en Chimie physique

Sous la direction de Sylvie Bégin-Colin et de Delphine Felder-Flesch.

Soutenue en 2010

à Strasbourg .


  • Résumé

    Les nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer (NPs) fonctionnalisées sont des objets très étudiés pour le développement d’agents de contraste pour l’IRM. Cependant, il reste des challenges à lever comme: optimiser la fonctionnalisation des NPs sans altérer leurs propriétés magnétiques tout en assurant leur biocompatibilité et leur furtivité dans le corps humain ; empêcher la désorption des molécules greffées dans les conditions in-vivo ; avoir une taille moyenne des particules en suspension inférieure à 100 nm. Dans ce contexte nous proposons une approche originale qui consiste à greffer à la surface de NPs des molécules dendritiques (favorisant la stabilité des suspensions par interaction stérique et constituant une plateforme pour le greffage de molécules fonctionnelles) avec un agent de couplage phosphonate (permettant un ancrage direct et fort des molécules) pour concevoir des agents de contrastes performants et innovants. Ainsi, des NPs d'une taille moyenne de 10 nm ont été synthétisées par deux méthodes: la co-précipitation et la décomposition thermique. Trois dendrons ont été conçus sur la base d’un coeur aromatique possédant d’un côté l’agent de couplage phosphonate, de l’autre trois chaines biocompatibles oligoéthylène glycol portant des groupes fonctionnels tels COOH ou NH2. Les conditions de greffage ont été mises au point suivant le type de NPs et le type de dendrons. Les nombreuses caractérisations des NPs et de leurs suspensions montrent que les propriétés magnétiques et structurales des NPs sont préservées après l’étape de greffage. Les mesures de relaxivité, des tests in-vivo et des mesures IRM ont montré le grand potentiel de ces NPs dendronisées pour l’IRM.

  • Titre traduit

    Design and characterization of magnetic nano-objects for Magnetic Resonance Imaging (MRI)


  • Résumé

    Functionalized iron oxide nanoparticles (NPs) have attracted an increasing interest as contrast agents for MRI. However, challenges remain to overcome: to optimize the functionalization of nanoparticles without affecting their magnetic properties while ensuring their biocompatibility and stealth in the human body, to prevent desorption of the grafted molecules under in vivo conditions, to ensure a small particle size distribution below 100 nm… In this context, we propose a novel strategy which involves the grafting, at the surface of NPs, of dendritic molecules (favoring the suspensions stability by steric hindrance and constituting a platform for the grafting of functional molecules) via a phosphonate coupling agent (allowing a direct grafting and a stronger binding) to develop innovative and competitive contrast agents. Thus, NPs with an average size of 10 nm were synthesized by two methods: co-precipitation and thermal decomposition. Three hydrophilic oligoethyleneglycol-based dendrons displaying a phosphonic acid at the focal point and three biocompatible chains (oligoethylene glycol) bearing functional groups such as COOH or NH2 were designed. The grafting conditions have been adapted according to the NPs and dendron natures. Numerous characterizations of the nanoparticles and their suspensions showed the preservation of the NPs magnetic and structural properties after the grafting step. Relaxivity measurements, in vivo tests and MRI measurements have shown the great potential of these dendronized nanoparticles for MRI.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (251 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 232-251

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  • Bibliothèque :
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2010;0868
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