Stimuli-responsive polymersomes : Thermosensitivity and biodegradability

par Sabrina Khedoudja Hocine

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Min Hui Li.

Soutenue le 28-02-2013

à Paris 5 , dans le cadre de École doctorale Frontières du vivant .

Le président du jury était Jan Feijen.

Le jury était composé de Min Hui Li, Jan Feijen, Ilias Iliopoulos, Sébastien Lecommandoux, Annie Brûlet, Philippe Belmont.

Les rapporteurs étaient Ilias Iliopoulos, Sébastien Lecommandoux.

  • Titre traduit

    Polymersomes stimulables : Thermosensibilité et biodégradabilité


  • Résumé

    Les polymersomes sont des vésicules dont la membrane est formée d'une bicouche de polymères amphiphiles. Les polymersomes dits stimulables sont particulièrement étudiés de nos jours pour leurs propriétés de relargage contrôlé. Ces propriétés peuvent être ajustées simplement en variant la nature chimique du polymère constituant la membrane vésiculaire.Dans le cadre de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à des polymersomes originaux, assemblés à partir de copolymères cristaux liquides. Ces copolymères comprennent un bloc cristal liquide hydrophobe et un bloc poly(ethylene glycol) (PEG) hydrophile. Les cristaux liquides sont des entités particulièrement intéressantes pour leur capacité d'auto-assemblage et leurs réponses aux stimuli physiques tels la température, les champs magnétiques et la lumière.Plusieurs types de polymersomes basés sur des copolymères cristaux liquides ont été étudiés en température et en champ magnétique. L'effet thermique est drastique, perturbant totalement la morphologie vésiculaire au dessus d’une température critique. Différents hybrides de nanoparticules d’oxyde de fer et de polymères cristaux liquides ont aussi été examinés dans le but d’induire un chauffage local par hyperthermie magnétique.Enfin, nous décrivons la synthèse de copolymères amphiphiles cristaux liquides biodégradables incluant des motifs cholesterol. L'auto-assemblage de ces molécules en milieu aqueux a permis la formation de nanoparticules bien définies et prometteuses pour des applications de relargage en milieu biologique.


  • Résumé

    Polymersomes are vesicles whose bilayer is made of amphiphilic polymers. Stimuli responsive polymersomes are nowadays increasingly studied for their encapsulation properties and ability to release their content upon stimulation. Such smart polymersomes can be designed by using appropriate responsive building blocks.In the present study, we were interested in studying thermoresponsive and biodegradable polymersomes made of liquid crystalline (LC) amphiphilic copolymers. LC polymers represent here the hydrophobic block while the hydrophilic block consists in poly(ethylene glycol) (PEG). LC polymers are very good self-assocative building blocks and are intrinsically responsive to physical stimuli such as temperature, light and magnetic fields.We report here the investigation of temperature effects on liquid crystalline and non liquid crystalline polymersomes. Temperature was shown to alter dramatically LC polymersomes morphology above a critical thermal threshold. Hybrid colloids made of iron oxide nanoparticles and amphiphilic liquid crystalline copolymers were also studied with the aim of applying a magnetically induced local heating.Finally, we designed biodegradable liquid crystalline copolymers based on cholesterol. Their self assembly in water gave access to very well defined nanoparticles that could be promising for bioapplications.


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