Conception et préparation de particules organosilice dégradables pour des applications biomédicales

Design and preparation of degradable organosilica particles for biomedical applications

• Auteur / Autrice : Pierre Picchetti
• Direction : Luisa De Cola
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 30/10/2020
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Bonneviot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : José-Luis Capelo-Martinez, Carlos Lodeiro Espiño
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Bonneviot, Ramón Martínez-Máñez

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN

Oligonucléotides

Chimie supramoléculaire

Mots clés libres

Particules d'organosilice

Organoalkoxysilane

Photodégradable

Oligonucléotides

ADN

Organosilica

Stimuli-responsive

Organoalkoxysilane

Oligonucleotides

DNA

Supramolecular chemistry

Hybrid materials

Résumé

Les travaux présentés dans cette thèse se sont concentrés sur la préparation et la caractérisation de nouvelles particules d’organosilice sensibles aux stimuli. À cet égard, une série d'organoalkoxysilanes ont été synthétisés et utilisés pour préparer des organosilices possédant des groupes fonctionnels organiques liés de manière covalente ou supramoléculaire dans leur structure de silice. Il a été démontré qu'il est possible de préparer des organosilices poreuses et photodégradables qui sont capables, sous irradiation lumineuse, de libérer quantitativement des molécules hydrophobes. De plus, certains oligonucléotides, tels que l'ADN et l'ANP, peuvent être intégrés dans la structure des particules afin de préparer des matériaux pouvant interagir avec des molécules biologiques telles que des enzymes ou des ADN complémentaires. Enfin, la possibilité de préparer des particules d'organosilice sous forme de cage et sensibles à l'oxydoréduction a été mis en évidence et leur utilisation potentielle pour le développement de nouvelles techniques de nanomédecine a été évaluée et discutée.

The work presented in this thesis focused on the preparation and characterization of novel stimuli-responsive organosilica particles. In this respect, a series of organoalkoxysilanes have been synthesized and used to prepare organosilicas, which possess either covalently or supramolecularly linked organic bridging-groups within their silica framework. It has been shown that porous and light-degradable and organosilicas can be prepared which are able to quantitatively release hydrophobic molecules upon light-irradiation and that oligonucleotides, such as DNA and PNA can be integrated into the particles framework in order to prepare materials, which can interact with biological molecules such as enzyme or complementary DNAs. Finally, the possibility to prepare redox-responsive cage-like organosilica particles, a novel type of morphology for organosilicas, was shown and their potential use for the development of novel nanomedicines was evaluated and discusse.