Influences des propriétés structurales et chimiques des nanoparticules polymères sur leur trafic dans les matériaux mous

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Qu'elles soient métalliques, minérales, biologiques ou synthétiques, les nanoparticules sont omniprésentes dans notre environnement. Divers secteurs de la science s'intéressent à elles pour des applications dans les nanotechnologies, en particulier dans le domaine médical. Les relations existant entre leur nature, leurs caractéristiques physiques et chimiques et leur comportement au contact du vivant sont encore mal connues. En particulier, comment franchissent-elles les barrières qu'elles rencontrent? Cette question est fondamentale à la fois pour l'évaluation de leur toxicité, mais aussi de leur utilisation comme transporteurs d'agents actifs. La structure des différentes barrières est bien connue : on y trouve des barrières telles que les biofilms, les mucus, les membranes cytoplasmiques et  les épithéliums. Dans le projet proposé ici, nous proposons d'étudier la dynamique de déplacement de nanoparticules polymères synthétiques dans des milieux faits de matériaux mous plus ou moins complexes dont les hydrogels, les mucus, les biofilms et finalement un modèle d'épithélium Les nanoparticules sont constituées de copolymères branchés dont la synthèse a été développée dans des projets précédents. Nous pouvons ainsi, ajouter sur le squelette, des chaînes hydrophiles ou lipophiles pour la biocompatibilité, des marqueurs fluorescents pour faire le suivi en microscopie. Les nanoparticules sont fabriquées par des techniques par élimination de solvant. Toutes les techniques de caractérisation des nanoparticules sont faites dans l'environnement de la faculté (microscopie confocale, microscopie de fluorescence, AFM, DLS, TEM, XPS, ITC.). Une fois synthétisées et caractérisées, les nanoparticules seront étudiées pour leur déplacement dans des milieux synthétiques simulant les hydrogels, les mucus, les biofilms et les épithéliums. Les méthodes choisies pour l'étude du déplacement dans les milieux seront la microscopie dynamique différentielle (DDM) et le suivit du déplacement de particules fluorescentes avec traitement mathématiques sur les séries temporelles obtenues. Les milieux d'études seront caractérisés en particulier pour leurs propriétés rhéologiques et mécaniques. A la lumière des résultats expérimentaux,des simulations faites par  un automate cellulaire permettrons d'identifier les facteurs influençant le déplacement et la diffusion. Un outil de prédiction sera alors disponible qui pourra être appliqué en toxicologie pour les nanoparticules présentes dans l'environnement et aussi en livraison de médicament par des nanotransporteurs.**