New strategies towards the synthesis of innovative multifunctional magnetic nanoparticles combining MRI imaging and/or magnetic hyperthermia therapy

par Geoffrey Cotin

Thèse de doctorat en Chimie physique des matériaux

Sous la direction de Sylvie Bégin-Colin.

Soutenue le 24-11-2017

à Strasbourg , dans le cadre de École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) , en partenariat avec Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) (laboratoire) .

Le président du jury était Guillaume Viau.

Le jury était composé de Benoît Frisch, Florent Meyer.

Les rapporteurs étaient Laurence Motte, Marie-Hélène Delville.

mots clés

• Nanoparticules d’oxyde de fer
• Theranostic
• Décomposition thermique
• Précurseur
• IRM
• Hyperthermie magnétique
• Nanoparticules magnétiques
• Nanoparticules d'oxyde de fer
• Théranostique

Titre traduit

Nouvelles stratégies vers la synthèse de nanoparticules magnétiques multifonctionnelles innovantes combinant imagerie par IRM et/ou thérapie par hyperthermie magnétique

Résumé

Bien que de nombreux progrès aient été réalisés dans le traitement du cancer, de nouvelles approches sont nécessaires afin de minimiser les effets secondaires délétères et d’augmenter le taux de survie des patients. Aujourd’hui de nombreux espoirs reposent sur l’utilisation de nanoparticules (NPs) d’oxyde de fer fonctionnalisées permettant de combiner, en un seul nano-objet, le diagnostic (agent de contraste en IRM) et la thérapie par hyperthermie magnétique (i.e. « theranostic »). Dans ce contexte, la stratégie développée est la synthèse de NPs à propriétés magnétiques optimisées par le contrôle de leurs taille, forme et composition, leur biofonctionnalisation et la validation de leurs propriétés théranostiques. Une démarche d’ingénierie des NPs a été mise en place allant de la synthèse du précurseur de fer et de l’étude fine de sa décomposition en passant par l’étude in situ de la formation des NPs jusqu'à leur fonctionnalisation et la détermination de leurs propriétés theranostiques.

mots clés

• Iron oxide nanoparticles
• Theranostic
• Thermal decomposition
• Precursor
• MRI
• Magnetic hyperthermia

Résumé

Despite numerous advances in cancer treatment, new approaches are necessary in order to minimize the deleterious side effects and to increase patient’s survivals rate. Nowadays, many hopes rely on functionalized iron oxide nanoparticles (NPs) that combine, in a single nano-objects, diagnosis (MRI contrast agent) and magnetic hyperthermia therapy (i.e. “theranostic”). In this context, the strategy is to develop the synthesis of optimized magnetic properties NPs through the control of their size, shape, composition, biofunctionalization and the validation of their theranostic properties. A process of NPs engineering has been developed starting at the iron precursor synthesis and the fine study of its decomposition passing through the in situ formation of the NPs to their functionalization and the determination of their theranostic properties.