Caractérsation de microparticules à usage médical pour la curiethérapie : veille règlementaire et mise au point de méthodes de caractérisation en vue de leur injection chez l'homme

Characterization of microparticles for medical use for brachytherapy : regulatory monitoring and development of characterization methods for their injection into humans

• Auteur / Autrice : Estelle N'tsiba
• Direction : Sandrine Huclier, Cyrille Alliot, Ilyes Zahi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 17/10/2017
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique Subatomique et des Technologies Associées (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Serge Battu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Tillement, Guy Louarn
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Pourcher, Jean Aupiais

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse par activation neutronique

Holmium

Rhéologie

Mots clés libres

Stabilité colloïdale

Résumé

Actuellement des microparticules à base d’holmium sont utilisées comme dispositifs médicaux pour le traitement de tumeurs solides par curiethérapie. Cette approche thérapeutique consiste à placer une source radioactive de taille microscopique au sein ou à proximité d’une tumeur afin de détruire les cellules cancéreuses par irradiation. Ces microparticules à coeur d’holmium sont fonctionnalisées en surface par des ligands spécifiques puis mises en suspension afin d’être activées par voie neutronique et ainsi produire de hautes activités en holmium-166. Ces particules sont injectées par voie intra-tumorale et permettent à la fois la destruction des cellules tumorales (glioblastome) et la visualisation de la biodistribution de la dose absorbée par imagerie Tomographie par Emission MonoPhotonique (TEMP). Dans le cas de l’utilisation de nanoparticules à usage médical, il est important de vérifier et contrôler le risque toxicologique lié à leur pénétration dans l’organisme humain. Ce sont les caractéristiques physico-chimiques qui vont déterminer leur biocompatibilité et induire une toxicité au sein des cellules. Ainsi, le but de cette thèse est de développer des méthodes de caractérisations physico-chimiques des particules d’holmium afin de s’assurer de leur stabilité chimique in vitro et de leur intégrité après irradiation en vue de leur utilisation in vivo. L’ensemble des méthodes développées aboutissent à la mise en place de procédures de contrôle-qualité afin de vérifier la stabilité, la composition, la dimension, la forme, les propriétés de surface et d’écoulement des suspensions de particules avant leur injection.

Currently, holmium-based microparticles are used as medical devices for the treatment of solid tumors by brachytherapy. This therapeutic approach involves placing a microscopic radioactive source within or near a tumor to destroy cancerous cells by irradiation. These holmium-core microparticles are functionalized on the surface by specific ligands and are suspending in order to be activated by neutrons and produce high activities of holmium-166. These particles are injected by intra-tumoral way and allow both the destruction of tumor cells (glioblastoma) and the visualization of the biodistribution of the dose absorbed by Single-photon emission computed tomography (SPECT). In the case of the use of nanoparticles for medical use, it is important to verify and control the toxicological risk associated with their penetration into the human body. The physicochemical characteristics will determine their biocompatibility and induce toxicity in the cells. The aim of this thesis is to develop methods for physico-chemical characterization of holmium particles to ensure their in vitro chemical stability and their integrity after irradiation for in vivo injection. All methods developed will be implemented into quality control procedures in order to verify the stability, the composition, the size, the shape, the surface and flow properties of particles suspensions before their injection.