Thèse soutenue

Nanotechnologies basées sur la chaleur : application à l'ablation de pathogènes photothermiques et à l'administration de médicaments par voie transdermique
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Auteur / Autrice : Chengnan Li
Direction : Sabine Szunerits
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique, microélectronique, nanoélectronique et micro-ondes
Date : Soutenance le 04/04/2019
Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sorin Melinte, Tuami Lasri, Rabah Boukherroub
Rapporteurs / Rapporteuses : Céline Frochot, Hervé Hillaireau

Résumé

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Malgré la disponibilité de différents antibiotiques, les infections bactériennes demeurent l'une des principales causes d'hospitalisation et de mortalité. L'échec clinique du traitement antibiotique est dû à une faible pénétration générale des antibiotiques dans les sites d'infection bactérienne ainsi qu'au développement de pathogènes résistants aux antibiotiques. La mise au point de stratégies antibactériennes alternatives moins soumises aux forces sélectives à l'origine de l'apparition d'une résistance acquise aux antibiotiques est devenue un besoin urgent. Les températures supérieures à 70 °C provoquent généralement une destruction instantanée des bactéries. L'ablation bactérienne par la chaleur est par conséquent une stratégie intéressante à poursuivre. Dans cette thèse, l'ablation photothermique d'agents pathogènes est étudiée. Le développement d'une peau transdermique flexible à base d'un film mince de poly (imide), Kapton, modifié avec de l'oxyde de graphène réduit (rGO) a permis un traitement rapide et très efficace des infections de plaies sous-cutanées par irradiation dans le proche infrarouge. L'isolement magnétique et spécifique dans l'urine de E. coli responsable d'infection des voies urinaires (UTI) était possible à l'aide de nanocomposites rGO magnétiques avec des anticorps anti-fimbrial E.coli intégrés. Un "nanotransporteur" magnétique optimisé atteint une efficacité de capture de 99,9%, même à des concentrations de 1x101 cfu mL-1 de E. coli en 30 min. L'irradiation du nanocomposite chargé de E. coli avec un laser proche de l'infrarouge entraîne l'ablation totale des agents pathogènes éliminés.Parallèlement, l'administration de médicaments transdermiques à base de chaleur a été envisagée pour l'administration d'antibiotiques et d'autres médicaments tels que la metformine. Des hydrogels de graphène (GO)/metformine et d'hydrogel de graphène réduit enrichi en acide carboxylique (rGO-COOH)/metformine ont été notamment fabriqués, leur profil de chauffage ainsi que la perméabilité à travers la peau de la metformine.