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Transport de capsules dans des hydrogels poreux

Sciences et Ingénierie de la Matière Molle (SIMM),
UMR 7615
Adresse  : ESPCI – 10 rue Vauquelin – 75231 Paris Cedex 05
Directeur de l’Unité : Etienne Barthel
Etablissement de rattachement : ESPCI/Sorbonne Université/CNRS
Encadrement : Cécile Monteux et Bruno Bresson
Contact : Cécile Monteux /01 40 79 47 45 et Bruno Bresson
 
Descriptif du projet
Les hydrogels sont couramment utilisés pour la culture de cellules, qui croissent à la surface du gel. Les hydrogels poreux, peuvent être utilisés comme supports pour l’ingénierie tissulaire pour obtenir des tissus tridimensionnels, utilisés par exemple pour le développement « d’organes on chip », consistant à reproduire des tissus biologiques sur des puces microfluidiques afin de tester l’efficacité de nouvelles molécules médicamenteuses. Au SIMM, nous cherchons à développer des hydrogels poreux ayant des tailles de pores et des propriétés mécaniques contrôlées du kPa au MPa, afin de mimer une large gamme de tissus biologiques. Le but de cette thèse est de synthétiser de tels gels et de les utiliser comme matériaux modèles pour étudier le transport et le relargage de capsules dans les pores de l’hydrogel.
Pour ce faire, nous collaborons avec S. Belbekhouche, de l’ICMPE (Thiais), qui développe des capsules nanométriques poreuses flexibles, obtenues par des assemblages électrostatiques de polyanions et polycations couche par couche. Des études sur l’animal ont montré que ces capsules flexibles, qui pourraient être utilisées pour le traitement de maladies rénales, sont prometteuses pour passer la barrière physiologique du rein, probablement car elles peuvent se déformer et traverser des pores de quelques dizaines de nanomètres de diamètre. Cependant, la relation entre les propriétés des tissus biologiques, la structure des capsules, leurs propriétés mécaniques et leur capacité à franchir la barrière physiologique n’est pas encore comprise.
Dans cette thèse, nous étudierons donc par microscopie confocale le transport de telles capsules nanométriques fluorescentes dans les pores de gels bien contrôlés. Nous chercherons à déterminer la taille de pores en dessous de laquelle les capsules sont bloquées et comment cette taille de pores dépend des propriétés mécaniques de l’hydrogel et des capsules, ainsi que de leurs interactions. Nous étudierons des capsules dont la déformabilité est variable, en jouant sur l’épaisseur de la membrane, contrôlée par le nombre de couches de polymères assemblées et sur la nature des polymères utilisés. Les propriétés mécaniques des gels poreux seront obtenues par des mesures de micromécaniques (machine de compression) et celles des capsules par AFM.
Nous recherchons un candidat passionné, créatif, avec une formation solide dans le domaine des matériaux et de la matière molle.

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