Note ABES Functional mesoporous silica-based nanoplatforms for magnetic hyperthermia, photothermia and drug delivery Nanoplateformes à base de silices mésoporeuses fonctionnelles pour l’hyperthermie magnétique, la photothermie et la délivrance d’agents thérapeutiques Silice mésoporeuse Nanocomposites intelligents Hyperthermie magnétique Thérapie photothermique par infrarouge Délivrance de médicaments Mesoporous silica Smart nanocomposites Magnetic hyperthermia Near-infrared photothermal therapy Drug delivery 620.5 610.28 Nanoparticules de silice Emploi en thérapeutique Matériaux poreux Nanoparticules Propriétés magnétiques Silice L’objectif de cette thèse est de développer des nanoplateformes à base de silice, permettant une thérapie multimodale du cancer, administrées par voie injectable ou implantable. Pour cela, les nanoparticules (NPs) de type cœur-coquille sont idéales pour combiner les propriétés de deux matériaux. Les NPs d’oxyde de fer (IO) et les nanotubes de carbone (CNT) sont utilisés en tant que matériaux de cœur pour leurs propriétés magnéto- et photothermiques. Une coquille de silice mésoporeuse est ensuite déposée autour des cœurs par voie sol-gel. Différents types de pores et épaisseurs de silice sont synthétisés puis l’influence de cette couche de silice sur le transfert de la chaleur depuis les NPs cœur-coquille IO@MS sous champ magnétique alternatif est étudié. Les NPs IO@MS sont aussi étudiés en tant qu’agents photothermiques par irradiation sous lumière infrarouge. Le nanocomposite est ensuite chargé en médicaments. Nous avons constaté que le choix de la fonctionnalisation de surface des IO@MS et le pH de la solution médicamenteuse sont déterminants pour avoir de grands taux de chargement. L’irradiation par laser infrarouge du nanocomposite chargé en médicaments induit un échauffement du milieu et une légère baisse du pH de 7.5 à 5.5 permet une bonne libération du médicament. Combinés, ces deux effets montrent une action anticancéreuse synergique efficace lors de tests in vitro sur des cellules du mélanome. Enfin, un nanocomposite CNT@MS est synthétisé pour obtenir un matériau photorépondant capable de charger des enzymes. Par incorporation dans une solution de peptides, l’enzyme déclenche l’auto-assemblage des peptides pour former un hydrogel. En ajoutant un médicament au gel, il est possible d’induire une délivrance contrôlée du médicament par irradiation sous infrarouge. The goal of this PhD thesis is to develop silica-based nanoplatforms for a multimodal therapy of cancer designed for injectable or implantable formulations. Core-shell nanoparticles (NPs) are particularly suited to combine the properties of two materials. Iron oxide (IO) NPs and carbon nanotubes (CNT) were identified as ideal candidates as core materials due to their magneto- and photothermal properties. By sol-gel process, a coating of mesoporous silica (MS) is added to these cores. Different silica morphologies are synthesized and the influence of the silica shell on the heat transfer of IO@MS core-shell NPs to their surroundings upon alternating magnetic field (AMF) is studied. IO@MS are also studied as photothermal agents by using near-infrared (NIR) light laser. The nanocomposite is then loaded with drugs. We found that the surface functionalization of IO@MS and the pH of the drug solution are crucial for a high loading capacity. Irradiation of drug-loaded nanocomposite with NIR laser induces temperature elevation and a moderate decrease of the pH from 7.5 to 5.5 allows an efficient drug release. Combined together, these two effects, show efficient synergistic antitumor action in in vitro tests on melanoma cancer cells. Finally, CNT@MS nanocomposite is produced in order to have a photoresponsive material. By loading them with enzymes and by adding it to a peptide solution, the enzyme triggers the peptide self-assembly into a hydrogel. When a drug is added to the gel, it is possible to induce controlled drug delivery by irradiation with NIR light. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 9118166 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-04808235 application/pdf 8904193 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/ADAM_Alexandre_2022_ED182.pdf http://www.theses.fr/2022STRAE002/abes https://theses.hal.science/tel-04808235 https://theses.hal.science/tel-04808235 Adam Alexandre 1994-04-05 FR 26676942X 1505016742N 21209494 4200003 https://theses.fr/2022STRAE002 2022STRAE002 https://doi.org/10.70675/ac8945e5za6b4z41d6z8566z6fc424860810 2022-02-23 Chimie des matériaux Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Mertz Damien MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 129221422 Gazeau Florence MADS_PRESIDENT_DU_JURY 153127651 153127651 Lebeau Bénédicte MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 09831985X Wong Chi Man Michel MADS_RAPPORTEUR_1 112012744 Herzog Grégoire MADS_RAPPORTEUR_2 188676686 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 151842973 93794 ddc:620 ddc:610 Mertz Damien Gazeau Florence Lebeau Bénédicte Wong Chi Man Michel Herzog Grégoire École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 9118166 confidentialité 2022-02-23 2024-02-23 confidentialité 2022-02-23 2024-02-23 restriction 2022-02-23 2024-02-23 confidentialité 2022-02-23 2024-02-23 confidentialité 2022-02-23 2024-02-23