Évaluation de l’efficacité de dégradation et de décontamination cutanée du CeO2 vis-à-vis d’un composé organophosphoré, le Paraoxon

Evaluating the effectiveness of CeO2 for the degradation and skin decontamination of an organophosphorus pesticide, Paraoxon

• Auteur / Autrice : Alicia Salerno
• Direction : Stéphanie Briançon, Thierry Devers
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie biologique et médicale. Biotechnologie
• Date : Soutenance le 19/09/2016
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Automatique et de Génie des Procédés (Lyon)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Alexandrine Bolzinger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Denis Josse, Jennifer Millerioux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Amélie Bochot, Oscar Komla Awitor

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydes métalliques

Nanoparticules

Phosphore -- Composés organiques

Oxydes de cérium

Mots clés libres

Dioxyde de cérium

Décontamination cutanée

Composés organophosphorés

Paraoxon

Nanoparticule d’oxyde métallique

Pénétration percutanée in vitro

Peau d’oreille de porc

Émulsion de Pickering

Cerium oxide

Skin decontamination

Organophosphorus compound

Paraoxon

Metal oxide nanoparticle

In vitro skin permeation

Pig-ear skin

Pickering emulsion

Résumé

Les neurotoxiques organophosphorés sont des agents chimiques qui font partie de la menace NRBC (nucléaire, radiologique, biologique, chimique). Ces agents peuvent pénétrer l'organisme par inhalation, ingestion ou absorption cutanée. La principale voie d'absorption des agents chimiques peu volatils (persistants), tels que le VX et l'ypérite, est la voie cutanée. La décontamination des surfaces cutanées non protégées est donc cruciale pour empêcher une absorption trop importante du toxique et une intoxication. Ce travail s'est attaché à évaluer la capacité de nanoparticules d'oxyde de cérium à adsorber et à dégrader les composés organophosphorés, en utilisant un pesticide organophosphoré, le Paraoxon, et un modèle d'étude in vitro, la peau d'oreille de porc. Les résultats ont montré que la cérine, sous forme de poudre de nanoparticules, dégrade le Paraoxon mais ne permet pas de réduire son absorption à travers la peau. Des formes liquides contenant la cérine (suspension aqueuse, émulsi on de Pickering) ont été développées, pour éviter la dispersion des nanoparticules dans l'air lors de l'utilisation. Elles permettent une élimination plus efficace du Paraoxon, mais l'activité de dégradation de la cérine est très faible. L'influence des conditions de synthèses sur les propriétés physico-chimiques de la cérine en relation avec l'efficacité de dégradation a été étudiée. Les résultats montrent que la surface spécifique est un paramètre clé et que le protocole d'application des décontaminants doit être adapté

The organophosphorus nerve agents form part of chemical agents which pose the NRBC threat (nuclear, radio, biological, chemical). These agents can get into the body by inhalation, ingestion or skin absorption. The main route of chemical agent absorption which are low volatile, as VX or yperite, is the dermal route. Decontamination of unprotected skin areas is crucial to prevent excessive absorption of toxic. This work aimed at evaluating the ability of cerium oxide nanoparticles to adsorb and degrade organophosphorus compounds by using an organophosphorus pesticide, Paraoxon, and an in vitro model, pig-ear skin. The results showed that ceria, in powder form, degraded the Paraoxon but did not allow reducing its absorption through the skin. Liquid forms containing ceria (aqueous suspension, Pickering emulsion) have been formulated in order to avoid the dispersion of particles in the air during its use. While liquid formulations allow more efficient removal of Paraoxon during decontamin ation process, the degradation activity of ceria was low. The influence of the synthesis conditions on the physicochemical properties of ceria linked to degradation efficiency of nanoparticles has been studied. The results showed that specific surface area is the key parameter and that the application protocol of decontaminants must be adapted