Note ABES Controlled protein delivery from thermo-responsive nanoparticles and composite scaffolds for nanomedicine and tissue engineering applications Libération contrôlée de protéines à partir de nanoparticules et d’assemblages composites thermo-répondants pour des applications en nanomédecine et ingénierie tissulaire Libération contrôlée de protéines Silice stellaire mésoporeuse Nanoparticule coeur-coquille oxyde de fer Silice stellaire mésoporeuse Polymère thermo-répondant Nanocomposite intelligent Hyperthermie Controlled release of proteins Stellate mesoporous silica Core-shell iron oxide Stellate mesoporous silica nanoparticles Thermo-responsive polymer Smart nanocomposite Hyperthermia 547 620.5 Protéines Emploi en thérapeutique Nanoparticules de silice Fonctionnalisation des surfaces (chimie) Matériaux intelligents L’utilisation de protéines comme agents thérapeutiques est étudiée depuis plusieurs dizaines d’années grâce à leurs multiples avantages tels que leur spécificité et leur grande gamme d’applications. Cependant, leur fragilité et leur courte demi-vie dans la circulation sanguine, couplée à leur faible perméabilité membranaire, rendent leur utilisation délicate. L’objectif de cette thèse a été d’étudier l’utilisation de nanoparticules de silice stellaire mésoporeuse (STMS) et de nanoparticules cœur-coquille oxyde de fer @ STMS (IO@STMS) comme briques de base pour développer des systèmes de libération de protéine intelligents en les combinant avec des matériaux thermo-répondants. Nous avons pu montrer que la fonctionnalisation des STMS avec le groupe isobutyramide (IBAM), une glue moléculaire, permettait d’obtenir une libération continue de protéines actives dans des conditions mimant un flux dynamique sanguin. Nous avons également étudié la fonctionnalisation de STMS avec des polymères thermo-répondants, soit par greffage sur des STMS, soit par adsorption sur des STMS@IBAM. Nous avons notamment pu montrer que l’adsorption d’hydroxypropyl-cellulose ou de Pluronic F127 apportait une propriété « anti-fouling » aux particules. Les STMS ont également été intégrées dans un hydrogel modèle et nous avons pu obtenir un contrôle de la rétention des protéines dans l’hydrogel par contrôle de la quantité de STMS, agissant comme des réservoirs de protéines. Enfin, nous avons étudié en détails la croissance de la coquille de silice sur le cœur en oxyde de fer et l’impact de l’épaisseur de cette coquille sur les propriétés IRM et magnéto- et photo- thermiques du cœur. The use of proteins as therapeutic agents has been studied since decades due to their multiple advantages such as their specificity and their wide range of applications. However, their fragility and their short half-life in the blood stream, coupled with their poor membrane permeability, make their use tricky. The objective of this PhD was to study the use of stellate mesoporous silica nanoparticles (STMS NPs) and core-shell iron oxide @ STMS (IO@STMS) NPs as building blocks to develop smart protein delivery systems by combining them with thermo-responsive materials. We could show that the functionalization of STMS with the isobutyramide (IBAM) group, a molecular glue, allowed the sustained release of active proteins in conditions mimicking the dynamic blood flow. We also studied the STMS functionalization with thermo-responsive polymers, either by grafting on STMS or by adsorption on STMS@IBAM. We could notably show that the adsorption of hydroxypropyl-cellulose or Pluronic F127 brought an anti-fouling property to the particles. The STMS have also been integrated in a model hydrogel and we could obtain a control of the protein retention inside the hydrogel by controlling the quantity of STMS, acting as protein reservoirs. Finally, we studied in details the growth of the silica shell on the iron oxide core and the impact of the shell thickness on the MRI and magneto- and photo-thermal properties of the core. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 11869994 Université de Strasbourg Strasbourg 2024-12-31 https://theses.hal.science/tel-05583868 application/pdf 7809274 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2023/BIZEAU_Joelle_2023_ED182.pdf https://theses.fr/2023STRAE021/abes https://theses.hal.science/tel-05583868 https://theses.hal.science/tel-05583868 Bizeau Joëlle 1994-09-11 FR 275655466 1605035395R 21923636 4200003 https://theses.fr/2023STRAE021 2023STRAE021 https://doi.org/10.70675/bb045a56z5768z462dz8501z830d0f79c79c 2023-03-28 Chimie Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Mertz Damien MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 129221422 Lavalle Philippe MADS_PRESIDENT_DU_JURY 069171300 Alem-Marchand Halima MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 199278709 Ménard-Moyon Cécilia MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 106105825 Tapeinos Christos MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 275656357 Auzély-Velty Rachel MADS_RAPPORTEUR_1 098071416 Mornet Stéphane MADS_RAPPORTEUR_2 113903960 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:540 ddc:620 Mertz Damien Lavalle Philippe Alem-Marchand Halima Ménard-Moyon Cécilia Tapeinos Christos Auzély-Velty Rachel Mornet Stéphane École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 11869994 confidentialité 2023-03-28 2026-04-01 confidentialité 2023-03-28 2026-04-01 restriction 2023-03-28 2026-04-01 confidentialité 2023-03-28 2026-04-01 confidentialité 2023-03-28 2026-04-01