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Dissertations / Theses on the topic 'Applications biomédicales'
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Du, Moulinet d'Hardemare Amaury. "Complexes du technetium : applications biomédicales." Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10095.
Full textAbstract:
La synthese de ligands polydentes azotes et soufres (2n+2s), cycliques et acycliques a ete realisee. Parmi ceux-ci les diaminodithiols ont ete utilises pour complexer le technetium (99 et 99#m). Ces travaux avaient deux objectifs principaux: 1) la mise au point de methodes d'obtention aisee de chelates polydentes complexants potentiels du technetium; 2) la recherche de complexes positifs et neutres de ce metal susceptibles de remplacer respectivement le thallium 201 dans l'evaluation du debit coronaire et le complexe (tco-hmpao) dans la scintigraphie cerebrale. Au cours de ce travail nous avons dans une premiere partie decrit differentes voies d'acces au diaminodithiols au cours desquelles deux nouvelles methodes de reduction des disulfures par des derives du selenium; du tellure ou du tellure lui-meme ont mises au point. La preparation de dithiadiamines macrocycliques et de dithiadioximes acycliques a egalement ete realisee. Dans un second temps la complexation du technetium (cur tco#3#+ et tcn#2#+) par des diaminodithiols a ete effectuee et les resultats compares. La complexation par des diaminodithiols au niveau ponderal a aussi ete abordee (cur tcn#2#+). Enfin la biodistribution de ces complexes techneties a ete etudiee in vivo chez la souris swiss
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Hage, Charles-Henri. "Sources optiques fibrées pour applications biomédicales." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00907642.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente les travaux effectués sur le développement d'une source optique servant à des applications d'imagerie biomédicale en général et de diffusion Raman cohérente en particulier. En effet la diffusion de ces dernières est freinée par le verrou technologique que constitue la nécessité de deux impulsions synchronisées et décalées en longueur d'onde. La praticité et les possibilités de conversions de fréquences offertes par l'optique non-linéaire fibrée sont ainsi utilisées pour adresser ce verrou technologique. Tout d'abord, une source simplement réglable en longueur d'onde est générée par l'effet d'auto-décalage en fréquence optique d'un soliton par effet Raman. Une étude des principaux paramètres de fibre aboutit à des décalages de 320 à plus de 500 nm, permettant une imagerie des résonances d'intérêt (≈ 1000-4000 cm-1). Deux applications de ce décalage sont présentées. Ensuite, l'autre impulsion voit sa largeur spectrale réduite de 70 à 10 cm-1 par compression spectrale, qui consiste en un "regroupement non-linéaire de fréquences sans pertes", afin de bénéficier de la résolution spectrale nécessaire. Enfin, la source développée est validée par l'acquisition de spectres CARS de différents échantillons de référence, pour différentes résonances (850 à 1750 cm-1). Une extension de la source à d'autres types d'imagerie est proposée, ainsi qu'une architecture de source quasiment entièrement fibrée exploitant les principes développés au cours de cette thèse
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Laudrel, Edouard. "Gravure de titane pour applications biomédicales." Thesis, Orléans, 2017. http://www.theses.fr/2017ORLE2035.
Full textAbstract:
Des efforts de miniaturisation sont nécessaires dans le domaine des dispositifs actifs implantables afin de limiter l’invasivité et de réduire les risques de complications suite aux opérations chirurgicales. Les marges de progression pour la réduction des dimensions tendent à se réduire pour les systèmes actuels tels que les stimulateurs cardiaques, les neurostimulateurs ou les capteurs autonomes in vivo. Une rupture technologique est nécessaire pour permettre de repousser les limites des systèmes actuels. Le titane est un matériau possédant des propriétés de biocompatibilité. Il est stable et inerte en contact avec les tissus humains. De plus, ses caractéristiques mécaniques en font un matériau prometteur pour le développement de microsystèmes implantables. Dans le cadre du projet R&D MISTIC (Micro-Structuration du Titane pour Innovations Cardiologiques), l’objectif principal de cette thèse est de développer une brique technologique sur la gravure profonde du titane pour l’intégration de microsystèmes dans des dispositifs actifs implantables. Des études concernant la gravure profonde du titane en plasma de Cl₂ ont été menées afin de déterminer les mécanismes mis en jeu. L’ajout d’espèces fluorées permet, par la création d’un nouveau chemin réactionnel, d’accroître la vitesse de gravure du titane et d’augmenter la sélectivité par rapport au masque de Nickel. Un procédé de gravure du titane sur une profondeur de 300 μm a été mis au point sur des plaquettes de 100 mm de diamètre. L’application des résultats de ces études et le transfert du procédé vers la gravure pleine plaque ont permis de réaliser des démonstrateurs de traversées électriques en titane<br>Miniaturization efforts are required in the field of implantable active devices in order to limit invasiveness and reduce the risks of complications following surgical operations. Progression margins for the reduction of dimensions tend to be reduced for current systems such as cardiac pacemakers, neurostimulators or in vivo autonomous sensors. A technological break is needed to push the limits of current systems. Titanium is a material with biocompatibility properties. It is stable and inert in contact with the human tissues.Moreover, its mechanical characteristics make it a promising material for the development of implantable microsystems. As a part of the MISTIC R&D project (Micro-Structuring of Titanium for Innovations in Cardiology), the main objective of this PhD thesis is to develop a technological brick on the deep etching of titanium for the integration of microsystems in active implantable devices. Studies on the deep etching of titanium into Cl₂ plasma have been carried out in order to determine the mechanisms involved. Further, by adding fluorinated species in the process through the creation of a new reaction pathway, an increase in the titanium etch rate and an improvement of the selectivity with the nickel hard mask were achieved. A process for titanium etching over a depth of 300 μm has been developed on 100 mm diameter wafers. The application of the results of these studies and the transfer of the process to the full wafer etching made it possible to produce the demonstrators with titanium-based electrical feedthrough
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Vũ, Xuân Hòa. "Nanosondes plasmoniques pour les applications biomédicales." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077107.
Full textAbstract:
Les nanoparticules d'or possèdent des propriétés optiques remarquables dues à leur résonance plasmonique. A la résonance, les sections efficaces d'absorption et de diffusion peuvent devenir grandes devant la section géométrique de la nanoparticule. Ceci ouvre la voie à de nombreuses applications en particulier dans le domaine biomédical. Il est par exemple possible de suivre de façon individuelle une nanoparticule unique par sa diffusion de lumière ou de les utiliser comme source photothermique locale efficace. Dans une première partie, nous avons élaboré des nanoparticules d’or en formes de demi-sphères ou nanocroissants, par la technique dite de lithographie par masque de nanosphères. Cette technique reproductible permet l'obtention de nanocroissants monodisperses intégrant éventuellement d'autres fonctionnalités. En particulier, nous avons réalisé des nanosondes hybrides alliant des propriétés magnétiques ou de fluorescence aux propriétés plasmoniques. L'anisotropie de forme des nanocroissants leur confère des propriétés optiques anisotropes qui permettent de sont la signature de leur orientation. Ainsi, dans une seconde partie, nous avons développé une technique de mesure locale de la température à partir des corrélations du signal lumineux diffusé par un nanocroissant individuel sous microscopie à champ sombre. Le mouvement brownien rotationnel des nanoparticules permet d'accéder à la température de l'environnement immédiat. Enfin, dans une troisième partie, nous avons développé un montage expérimental de photothermie à l'aide d'un laser coïncidant avec une des résonances plasmons des nanocroissants. Les nanocroissants se comportent alors comme des sources de chaleur nanométriques. L'élévation locale a pu être mesurée à distance, avec une précision de l'ordre du degré, en utilisant la spectroscopie de corrélation de la diffusion<br>Gold nanoparticles have remarkable optical properties due to their plasmon resonance. At resonance, their absorption and scattering cross-sections can be larger than their geometric section. This opens the way to many applications especially in the biomedical field. For example it is possible to track a single nanoparticle by its scattered signal, or use it as a source efficient photothermal transducer. In the first part, we have developed gold nanoparticles with half-sphere shaped, called nanocrescents, by nanosphere lithography. This reproducible technique allows the production of monodisperse nanocrescents, possibly incorporating other additional properties. In particular, we designed hybrid nanoprobes combining magnetic properties or fluorescence plasmonic properties. The anisotropic shape of nanocrescents gives them anisotropic optical properties that have the signature of their orientation. In a second part, we have developed a technique to measure local temperature from corrélations of the scattered light from an individual nanocrescent under dark field microscopy. The rotational Brownian motion of the nanoparticle gives access to the temperature of the immediate environment. Finally, in the third part, we have developed a photothermic setup using a laser that coincides with one of the plasmon resonances of the nanocroissants. These latter behave as nano-heater. The local increase of temperature was measured remotely, with an accuracy of approximately one degree, using the scattering correlation spectroscopy
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Anastasiadou, Makrina. "Imagerie polarimétrique : développements instrumentaux et applications biomédicales." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003712.
Full textAbstract:
Ce travail a été consacré au développement d'instrumentation optique pour des applications biomédicales. La technique que nous utilisons est la polarimétrie. Nous avons développé deux instruments : un polarimètre de Mueller en réflexion et un appareil médical dédié à l'examen du col utérin (colposcope) pour l'imagerie en degré de polarisation en temps réel. Les applications ont été de deux types : la visualisation des brûlures radiologiques à un niveau infraclinique et l'amélioration du diagnostic du cancer du col utérin.
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Scelle, Jérémy. "Polyrotaxanes de cyclodextrines pour des applications biomédicales." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066630/document.
Full textAbstract:
Ce projet de thèse s'inscrit dans une dynamique de développement des polyrotaxanes de cyclodextrines pour des applications biomédicales. L'objectif est d'obtenir, par une approche modulaire et convergente, des polyrotaxanes fonctionnalisés pour l'imagerie par microscopie optique dans le proche infrarouge et l'IRM. Une bibliothèque de cyclodextrines fonctionnalisées a été générée par CuAAC entre des fluorophores (BODIPY, Cyanine) ou un agent de contraste (monoamide-DOTA-Gd) et des ?-cyclodextrines mono- ou bis-azotures. Leurs propriétés d'auto-assemblage ont été étudiées sur un axe court et ont permis le développement de [3]rotaxanes fonctionnalisés pour l'IRM dont les expérimentations in vivo ont démontré l'apport bénéfique de la structure supramoléculaire pour les propriétés d'agent de contraste. L'extension de l'architecture aux polyrotaxanes multimodaux a été réalisée par l'utilisation d'un axe polyammonium. Une nouvelle classe d'axes anioniques a été développée avec l'étude cinétique et thermodynamique de l'enfilage sélectif d'une ou deux cyclodextrines sur des monomères diphosphates et montre l'intérêt des pseudo-bouchons phosphates pour le contrôle de la barrière d'activation par le pH. L'extension à une structure pseudopolyrotaxane est obtenue par la synthèse d'un poly(hexylène phosphate) et permet de valider l'utilisation du polymère pour la synthèse de composés fonctionnalisés. En perspective de ces développements, des voies de post-fonctionnalisation des polyrotaxanes, une nouvelle voie de synthèse par polymérisation de pseudo-rotaxanes et l'obtention d'une cyclodextrine pour le relargage contrôlé par stimuli acido-basiques sont abordées<br>This PhD project is focused on the development of cyclodextrin-based polyrotaxanes for biomedical applications. The objective is to use a modular building-block approach to synthesize functionalized polyrotaxanes for NIR fluorescence and magnetic resonance imaging. A library of functionalized cyclodextrins was obtained by a versatile ‘click’ reaction between fluorescent probes (BODIPY, Cyanine) or contrast agent (GdDOTA-monoamide) and mono- or bis-azido α-cyclodextrins. Their self-assembly properties were first studied on short axles and allowed the development of functionalized [3]rotaxanes for MRI. In vitro and in vivo studies demonstrated the advantages of the supramolecular approach for the design of contrast agent with an enhancement of the relaxivities and better retention times in kidneys. The strategy was extended to obtain multimodal polyrotaxane architectures based on a poly(alkyl)ammonium thread. A new family of anionic threads based on alkylphosphate moieties was also developed. Thorough kinetic and thermodynamic studies revealed the ability of phosphates to act as pH-responsive stoppers enabling a selective threading of one or two cyclodextrins on small alkanediphosphate threads. Pseudopolyrotaxanes of α-CD were then obtained with poly(hexylene phosphate) and pave the way for the synthesis of functionalized ones. Finally, significant investigations in the post-functionalization of polyrotaxanes, polymerization of pseudo-rotaxanes as new synthetic pathway and pH-switchable rotaxane for controlled release were realized
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Topala, Ionut. "Applications biomédicales des décharges a barrière diélectrique." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20105.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est l'utilisation des traitements plasma à basse pression et à pression atmosphérique pour améliorer la biocompatibilité du polyéthylène téréphtalate (PET). Nous avons étudié une décharge à pression atmosphérique (DPA) en hélium, dans le mode de fonctionnement homogène confirmé par le diagnostic électrique et optique. Pour obtenir des résultats comparatifs entre le traitement plasma pression atmosphérique et le traitement plasma basse pression, une décharge basse pression (DBP) à 0,4 mbar en hélium a été étudiée aussi. Les deux types de traitement plasma induisent une décroissance de l'angle de contact à l'eau sur le PET, la composante polaire de l'énergie de surface est beaucoup augmentée. Pendant le stockage des polymères traités dans différents environnements le caractère hydrophile induit par les traitements est maintenu (dans l'eau) ou est perdu (dans l'air et sous vide). La mobilité moléculaire en surface est beaucoup augmentée après le traitement DBP. Cette affirmation est soutenue par les mesures de diffraction de rayons X et par la spectroscopie d'absorption infrarouge, qui indiquent une diminution de la fraction cristalline en surface après le traitement DBF. L'énergie libre d'interaction en milieu biologique est modifiée après les deux types de traitement. Les protéines et les cellules sanguines perdent leur affinité pour le PET, le processus d'adsorption diminue en intensité. Les nouvelles caractéristiques énergétiques de surface du PET permettent l'immobilisation des médicaments (anticoagulants, antibiotiques, enzymes) après avoir choisi un complexe approprié polymère - médicament – solvant<br>The purpose of this work is to enhance the biocompatibility of polyethylene terephthalate (PET) using low pressure and atmospheric pressure plasma treatments. We compared two types of helium: an atmospheric pressure discharge (APD) in homogenous mode and a low pressure discharge (LPD) at 0. 4 mbar. Optical and electrical diagnostic was performed to study the discharges properties. Both types of treatment are inducing a hydrophilic character for our polymer, with a strong increase of the polar component of the surface energy. The hydrophilic character of the treated polymer is lost within a few days in air and in vacuum, while in water the polymer is not affected by ageing processes, keeping its properties for long time after the treatment. The LPD treatment seems to induce a superior molecular mobility at the surface, this conclusion being supported also by X-ray diffraction measurements and by infrared absorption spectroscopy that show a diminution of the crystalline fraction in the PET surface. The free energy of interaction in biological liquids is changed after plasma treatments. Blood proteins and cells loose their affinity for PET surface, the magnitude of the adsorption process being reduced. The new energetic characteristics of the PET surface allow the immobilization of drugs (anticoagulants, antibiotics, enzymes) after the appropriate choice of the complex polymer - solvent – drug
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Dussart, Jade. "Phosphinates : des développements méthodologiques aux applications biomédicales." Thesis, Paris 13, 2019. http://www.theses.fr/2019PA131067.
Full textAbstract:
Les H-phosphinates représentent des pharmacophores intéressants en chimie médicinale et nécessitent le développement de méthodologies reproductibles pour la conception de composés d’intérêt. C’est pourquoi une étude méthodologique a été proposée pour la réaction d’Abramov en vue de la synthèse d’hydroxyphosphinates. Cette méthode a également pu être appliquée sur des dérivés trivalents tels que les chlorures d’acide, les anhydrides d’acide et les esters activés pour la formation de 1-hydroxyméthylène-1,1-bisphosphinates et de phosphino-phosphonates. La compréhension de chaque réaction s’est appuyée sur une étude approfondie de suivi en RMN du phosphore, ce qui a permis l’identification des différents intermédiaires de synthèse et la compréhension du mécanisme réactionnel. La méthode a ainsi pu être appliquée sur des substrats fonctionnalisés pour des applications biomédicales telles que l’évaluation de l’activité inhibitrice de ces molécules sur une lignée cancéreuse ainsi que l’élaboration de nanoparticules d’or qui permettront de vectoriser ces composés. Ces nanovecteurs seront également évalués biologiquement à terme sur des lignées cancéreuses<br>H-phosphinates represent an interesting scaffold in medicinal chemistry and require the development of reproducible methodologies for the conception of bioactive compounds. This is why a methodological study has been proposed for the Abramov reaction for the synthesis of hydroxyphosphinates. This method could also be applied to trivalent derivatives such as acid chlorides, acid anhydrides and activated esters for the formation of 1-hydroxymethylene-1,1-bisphosphinates and phosphino-phosphonates. The understanding of each reaction was based on a detailed phosphorus NMR monitoring study which allowed the identification of the different synthetic intermediates and the understanding of the reaction mechanism. Thereafter, the method has been applied to functionalised substrates for biomedical applications such as their inhibitory activity evaluation on a cancer cell line. These compounds also permit to synthesise new gold nanovectors in order to evaluate their biologically activities on cancerous cell lines
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Kessentini, Sameh. "Modélisation et optimisation de nanostructures plasmoniques : applications biomédicales." Troyes, 2012. http://www.theses.fr/2012TROY0024.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la modélisation et l’optimisation des structures plasmoniques : les biocapteurs nanostructurés dédiés à un diagnostic précoce de maladie et les nanoparticules utilisées en thérapie photothermique. Le mode opératoire de ces structures se base sur l’interaction avec la lumière. Pour les modéliser, le problème de diffusion électromagnétique est résolu en utilisant la théorie de Mie ou l’approximation discrétisation de dipôles. Le modèle numérique a été développé pour décrire l’effet de plusieurs paramètres des biocapteurs. Ensuite, le modèle est validé par comparaison à des résultats expérimentaux. Pour l’optimisation de ce type de problèmes à variables continues, l’optimisation par essaims particulaires est choisie. Certaines faiblesses des algorithmes ont été décryptées en introduisant un jeu d’essai plasmonique et des développements algorithmiques ont été proposés et validées sur un jeu d’essai de référence et celui plasmonique. L’optimisation du biocapteur montre que sa sensibilité (donnée par le gain en spectroscopie Raman) peut être augmentée de six fois par rapport au meilleur résultat expérimental. L’optimisation des nanoparticules (maximisation de leur absorption de la lumière) donne aussi des résultats nettement meilleurs que ceux reportés en littérature. De plus ces nanoparticules optimisées sont comparées entre elles. Enfin, la tolérance de la conception des structures optimisées est discutée<br>The present work deals with the modelling and optimization of the plasmonic structures: nanostructured biosensor for early disease diagnosis, and gold nanoparticles for photothermal therapy. Both structures are based on interaction with light. For modelling, the electromagnetic scattering problem is therefore solved using Mie theory and discrete dipole approximation (DDA). The numerical model is extended to take into account many parameters of biosensors. Then, the validity of the model is checked through comparison to experimental results. To optimize such problems of continuous variables, the particle swarm optimisation (PSO) is chosen. A plasmonic benchmark is introduced to test a set of algorithms and reveals some limitations. For this, we introduce a new memetic adaptive PSO (AMPSO) algorithm. The AMPSO is tested on a set of reference benchmark as well as the plasmonic benchmark and demonstrates its ability to find the global optimum solution rapidly. The optimization of biosensor shows that its sensitivity (given by the surface enhanced Raman spectroscopy gain) can be improved six times compared with the best experimental results. The optimization of nanoparticules (maximization of light absorption) reveals, as well, improved results compared to previous studies. Moreover, the optimized nanoparticles are compared to each other. Finally, the design tolerance of these nanostructures is also discussed
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Epherre, Romain. "Perovskites de manganèse nanométriques : vers des applications biomédicales." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14116/document.
Full textAbstract:
Les nanoparticules seront sans doute les outils diagnostiques et thérapeutiques de demain. Si ellessont magnétiques, elles sont promises à des applications telles que le renforcement du contraste enIRM, la thermothérapie et la libération contrôlée de médicaments. Les nanomatériaux La1-xSrxMnO3ont été sélectionnés car leur température de Curie (TC) peut être ajustée dans la gamme detempérature thérapeutique. Des particules calibrées en taille et désagrégées ont été élaborées par leprocédé glycine-nitrate (GNP). Les caractérisations chimiques et structurales ont permis de mieuxcomprendre les résultats contradictoires de la littérature concernant la soi-disant dépendance de TCavec la taille des nanoparticules. L’adaptabilité de ces nanoparticules pour des applications enhyperthermie ou en IRM a été confirmée. Enfin, la capacité des nanoparticules à s’échauffer a étéutilisée pour réticuler autour d’elles une couronne de macromolécules thermosensibles selon leconcept nouveau de chimie localement stimulée<br>Nanoparticles may be the next generation of diagnostic and therapeutic tools. If they are magnetic,they are dedicated to applications such as MRI contrast agent, thermotherapy and controlled drugrelease. La1-xSrxMnO3 nanoparticles were selected because their Curie temperature (TC) may be tunedwithin the range of therapeutic temperature. Size sorted and disaggregated particles weresynthesized by the Glycine-Nitrate Process. Chemical and structural characterizations allowed abetter understanding of conflicting results found in the literature about the particle size-dependenceof TC. The possibility to use these nanoparticles for hyperthermia and MRI applications has beenconfirmed. Finally, their ability to heat has been used to crosslink thermosensitive macromoleculesall around them according to the new concept of locally stimulated chemistry
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Li, Na. "Nanoparticules d'or fonctionnelles pour les applications biomédicales et catalytiques." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0106/document.
Full textAbstract:
Le design et l’ingénierie de nanoparticules d’or (AuNPs) polyfonctionnelles suscitent un intérêt considérable en vue d’applications en nanomédecine, reconnaissance moléculaire, dans le domaine des capteurs et en catalyse dans un environnement aqueux. Cette thèse a été dédiée à une variété de fonctionnalisations, en particulier à l’aide de la méthode “click” impliquant la catalyse par le cui vre (I) de lacycloaddition des alcynes terminaux avec les azotures avec le catalyseur [Cu(hexabenzyltren)] Br pour l’introduction de polyéthylène glycol, carborane,ferrocène, coumarine, cyclodextrine, médicaments et molécules fluorescentes sur les AuNPs. Les ligands dits “click”, c’est-à-dire des 1,2,3-triazoles fonctionnalisés en positions 1,4 et formés de cette façon ont été ici largement utilisés afin de stabiliser des AuNPs pour des applications biomédicales et catalytiques en collaboration<br>The design and molecular engineering of multi-functional gold nanoparticles (AuNPs) is of considerable interest towards applications in nanomedicine, molecular recognition, sensing and catalysis in aqueous environments. This thesis has been devoted to a variety of functionnalizations, in particular with the copper(I)-catalyzed Alkyne Azide cycloaddition (CuAAC) using thecatalyst [Cu(I)(hexabenzyltren] Br for the introduction of polyethylene glycol,carborane, ferrocene, coumarin, cyclodextrin, drugs and fluorescent probes. The so called “clicked” ligands, 1,4 -bifunctional triazoles, that were formed in this way have been exensively used to stabilize AuNPs for biomedical and catalytic collaborative applications
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Salette, Arnaud. "Développement de capteurs intégrés pour micropompes MEMS : applications biomédicales." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952312.
Full textAbstract:
Les Dispositifs Médicaux d'Injection (DMI) se développent de plus en plus. De nouveaux dispositifs apportent des innovations en terme de performances et d'utilisation par rapport aux seringues classiques. Le DMI développé par Eveon est un dispositif bio-inspiré possédant des capteurs, une micropompe, un flacon et une aiguille. Il permet une injection automatique, précise au microlitre garantissant une faible perte de liquide médicamenteux grâce aux techniques de miniaturisation utilisées dans la fabrication des microsystèmes. En effet, une micropompe à membrane en silicium intégrant des capteurs a été réalisée par des procédés issus de la microélectronique. Deux types d'actionneurs ont été couplés à la membrane : un actionneur bimétallique intégré et un actionneur piezoélectrique externe. Dans le cas de l'actionneur bimétallique, des thermo-résistances ont été conçues, fabriquées et caractérisées pour permettre de mesurer le profil thermique de la membrane lors de l'actionnement avec une erreur de 5%. Dans le cas de l'actionneur piezoélectrique externe, des piezorésistances ont été intégrées selon l'axe radial de la membrane afin de contrôler le profil de contraintes dans la membrane, asservir l'actionneur en fonction de la contre-pression et maximiser les caractéristiques de la pompe. Afin d'assurer la délivrance d'une dose précise de médicament, un capteur de débit est intégré dans les canaux microfluidiques de la micropompe. Ce capteur innovant permet de détecter des débits de liquide dans la gamme spécifiée par les dispositifs médicaux d'injection, à savoir une plage de débit allant de 0.5mL/min à 4mL/min.
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Loable, Carole. "Différentes approches d’ingénierie de surface pour des applications biomédicales." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI098/document.
Full textAbstract:
AISI 316L est un acier inoxydable couramment utilisé comme biomatériau grâce à des propriétés telles qu'une résistance à la corrosion élevée. Cependant, en cas d'attaque corrosive, ils sont susceptibles de libérer des ions métalliques qui peuvent provoquer des allergies. En outre, plusieurs défaillances d'implants ont été rapportées et reliées au fait que leur résistance à la corrosion localisée est néanmoins limitée. Dans ce sens, cette thèse vise à évaluer différentes approches visant à améliorer la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable 316L pour des applications biomédicales à l'aide de deux stratégies: (1) la modification de la composition au sein de l'alliage et (2) la modification de la surface.La composition globale de l'acier inoxydable 316L a été modifiée avec l'addition d'azote. Des coulées ‘laboratoire' avec des compositions contrôlées ont été testées dans des milieux chloruré ainsi que dans des solutions physiologiques. L'effet de la combinaison de Mo et N sur le potentiel de piqûre s'est avéré supérieur à la somme de leurs effets individuels, ce qui indique une synergie. Cet effet, cependant, s'est montré dépendent du pH, étant fortement présent pour des milieux acides et neutres, tout en diminuant de façon importante avec l'augmentation du pH. Lors des essais dans des conditions physiologiques, cet effet était encore plus bénéfique avec le vieillissement. L'azote semble avoir amélioré la tendance à la répassivation de l'acier inoxydable avec Mo, déplaçant ainsi le potentiel de rupture du film passif vers des valeurs plus élevées.La surface de AISI 316L a aussi été revêtue avec de verres métalliques à basede fer à l'aide de laser cladding. Les revêtements ont donné des résultats différents en fonction de l'alliage. Les revêtements de Fe43.2Co28.8B19.2Si4.8Nb4 et Fe60Cr8Nb8B24 ont montré une matrice avec des ségrégations, en particulier de Nb, ce qui réduit leur résistance à la corrosion. D'autre part, le revêtement de Fe48.6Mo13.9Cr15.2C14.4Y1.8B6 s'est avéré être effectivement amorphe mais avec une résistance à la corrosion inférieure à celle du substrat, en raison de la présence de défauts.Ti et TiN ont également été revêtus sur les fils AISI 316L en utilisant un prototype de pulvérisation magnétron en mode défilé. Dans cette étude, les modesstatiques et semi-continus ont été utilisés. Globalement, la résistance à la corrosion des revêtements étaient plus faibles que celle du substrat, ce surtout avec l'augmentation de l'épaisseur du revêtement. La présence d'hétérogénéités de revêtement a permis l'interaction substrat-électrolyte, diminuant la résistance à la corrosion la corrosion et entrainant la délamination des revêtements avec le vieillissement. Des dépôts de phosphate de calcium ont été trouvés sur la surface du revêtement après 14 jours d'immersion, ce qui semble indiquer la possibilité de la croissance favorable de la matière osseuse<br>AISI 316L stainless steel is commonly used as biomaterial because of its desirable properties such as high corrosion resistance. They have, however, the problem of releasing metal ions upon corrosion that may cause allergies to both humans and animals. In addition, implant failures have been reported due to their limited resistance to localised corrosion. There is thus a need to find ways to improve their corrosion resistance. This thesis aims to evaluate different approaches intending to improve the corrosion resistance of AISI 316L stainless steel for biomedical applications using two strategies: (1) modification of the bulk composition and (2) surface modification.The bulk composition of 316L-type stainless steel was modified by adding nitrogen. Laboratory grades with controlled compositions were tested in chloride conditions at a wide range of pH and in simulated physiological conditions. The combination of Mo and N on the pitting potential was found to be beyond the sum of their individual effects, indicating synergy. The effect, however, was found to be pH-dependent, being largely present in acid to neutral chloride conditions and in physiological solutions, while diminishing in high pH. When tested in physiological conditions, this effect was even more beneficial with ageing. Nitrogen was found to enhance the repassivation of the Mo-containing stainless steel grade, driving the potential for passive film breakdown to higher values.The surface of AISI 316L was coated with Fe-based metallic glasses using laser cladding. The resulting coatings had different results depending on the alloy. The coatings of Fe43.2Co28.8B19.2Si4.8Nb4 and Fe60Cr8Nb8B24 showed a matrix with segregations, particularly of Nb, thereby lowering their corrosion resistance. On the other hand, the Fe48.6Mo13.9Cr15.2C14.4Y1.8B6 coating was found to be amorphous but with lower corrosion resistance than the substrate, due to the presence of defects.Ti and TiN were also coated on AISI 316L wires using a prototype for magnetron sputtering in moving deposition mode. In this study, static and semi-continuous modes of motion were used. Overall, the corrosion resistance of the coatings were lower than the substrate, increasing further with coating thickness. The presence of coating heterogeneity allowed for substrate-electrolyte interaction, driving forward corrosion and delamination with further immersion. Deposits of calcium phosphate were found on the coating surface after 14 days of immersion, indicating the possible favourability of bone material growth
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Moussa, Amani. "Synthèse et caractérisation d'oligomères de chitosane pour applications biomédicales." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSE1120.
Full textAbstract:
Les chitooligosaccharides (COS) présentent des propriétés biologiques intéressantes telles que l'activité antimicrobienne, antifongique et antitumorale. Dans ce travail, nous avons utilisé les COS pour des applications très diverses, telles que l'ingénierie des cellules neuronales (blocage de la formation du réseau périneuronal), la complexation des cations Fe2+ et Fe3+ pour la synthèse de particules supermagnatiques et enfin pour le développement de conjugués fonctionnels à base de COS. Dans le cadre de ces études en partenariat, nous avons travaillé sur l'élaboration de chitooligosaccharides à structure contrôlée afin d’étudier leurs propriétés physico-chimiques ou biologiques. Des modifications de chitooligosaccharides ont été effectuées dans ce travail de deux façons: la modification par N-substitution et la modification par le groupe aldéhyde du résidu 2,5-anhydro-D-mannofuranose (amf) à l'extrémité réductrice des chitooligosaccharides. Les premiers types de COS consistent en la désamination suivie d'une réaction de N-réacétylation afin de contrôler (partiellement) à la fois le degré moyen d'acétylation et le degré moyen de polymérisation. La seconde stratégie consiste en la synthèse de nouveaux COS fonctionnalisés à leur extrémité réductrice par amination réductrice et oximation avec différents groupes chimiques cliquables (c'est-à-dire alcyne, alcène, azide, thiol et hydrazide). En fonction des COS fonctionnalisé ciblé, différentes techniques d'analyse ont été réalisées pour analyser pleinement leurs caractéristiques structurales telles que la spectroscopie RMN, la spectrométrie de masse MALDI-TOF, la chromatographie HPLC, la spectroscopie RAMAN et la chromatographie SEC. Des structures chimiques spécifiques de chitooligosaccharides modifiés ont été étudiées dans le but de les utiliser pour moduler le réseau périneural de neurones et l'établissement de connexions synaptiques. Nous avons également montré que les COS solubles permettent la précipitation des nanoparticules supramagnétiques de Fe3O4 avec un revêtement COS en les rendant moins toxiques. Enfin, les COS fonctionnalisés à leur extrémité réductrice pourraient être des intermédiaires utiles pour le développement de nouveaux conjugués fonctionnels à base de chitosane<br>Chitooligosaccharides (COS) classically present several biological properties such as anti-microbial, anti-tumor and anti-fungal activity. In this work, we used COS for widely different applications, such as tissue engeneering of neuronal cells (blocking of perineuronal net formation), the complexation of iron cations (Fe2+ and Fe3+) for the synthesis of supermagnatic particle and finally for the development of advanced functional COS-based conjugates. In this partnership studies, we worked on the elaboration of controlled structure chitooligosaccharides in order to decipher their physico-chemical or biological properties. Further modification of chitooligosaccharides was performed in this thesis in two ways: modification via amine N-substitution and the modification via the 2,5-anhydro-D-mannofuranose (amf) aldehyde group located at the reducing end of chitooligosaccharides. The first COS types consist in the nitrous depolymerization followed by N-acetylation in order to (partly) control both the mean degree of N-acetylation and the degree of polymerization. The second consist in the synthesis of new COS-based building blocks functionalized at their reducing end by reductive amination and oximation with different clickable chemical groups (i.e. alkyne, alkene, azide, thiol, and hydrazide). Depending on the targeted functionalized COS, different analysis techniques were carried out to fully characterize such as NMR spectroscopy, MALDI-TOF mass spectrometry, HPLC-chromotography, RAMAN spectroscopy and SEC chromatography. Specific chitooligosaccharides were studied in the objective to use them to modulate the perineuronal net of neurons, and the establishment of synaptic connections. We also showed that water soluble COS permit the precipitation of supramagnetic Fe3O4 nanoparticles with a COS coating and succeded in decreasing their toxicity. Finally we have shown that COS-based building blocks could be useful intermediates for the development of advanced functional COS-based conjugates such as COS-b-PEG diblock copolymers
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Loïc, Martin. "Analyse et interprétations expérimentales en polarimétrie de Mueller. Applications biomédicales." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00664642.
Full textAbstract:
Dans le cadre d'une thèse financée par la région Bretagne, nous nous sommes attachés à mettre en évidence la possibilité d'utiliser la polarimétrie de Mueller comme outil d'investigations biomédicales. Cette technique, utilisant les propriétés de la polarisation de la lumière, permet une exploration non invasive des tissus biologiques en s'appuyant sur des agents de contraste naturels. La première partie de notre étude a été le développement du polarimètre, montage expérimental complet permettant la mesure de la matrice de Mueller du milieu d'étude. Après avoir choisi les éléments optiques adéquats (polariseurs en verre dichroïque, lames de phase entrainées en rotation par des moteurs pas à pas) ainsi que la source (diode laser à 808 nm) et le détecteur (caméra CCD 795x596 pixels avec objectif de 28 mm), nous nous sommes concentrés à optimiser le système d'acquisition de la matrice de Mueller. En effet, lors de la mesure, des perturbations qui constituent le " bruit expérimental " viennent limiter la précision du système. Nous distinguons deux sources d'incertitude distinctes : les erreurs aléatoires, inhérentes à l'expérience, et les erreurs systématiques, liées à la qualité intrinsèque des composants optiques et à leurs défauts de positionnement. En interférant avec le signal étudié, ces erreurs de mesure justifient l'importance d'un étalonnage rigoureux du polarimètre. Nous avons alors appliqué différentes méthodologies permettant de réduire grandement les effets néfastes de ces erreurs de mesure. D'un côté, une méthode de surdétermination du système (64 mesures d'intensités en réalisant 64 combinaisons angulaires des orientations des lames quart d'onde) permet de minimiser les erreurs aléatoires. Ces 64 combinaisons angulaires ont été judicieusement choisies grâce à la minimisation du nombre de conditionnement associé à la matrice de passage du système. Pour atténuer l'influence des erreurs systématiques, nous avons réalisé un repérage des axes neutres des lames quart d'onde précis au millième de degré près. Puis, nous avons utilisé une méthode de recherche des paramètres réels des lames de phase (retard et ellipticité). Pour pouvoir estimer les incertitudes de mesure liées à une matrice de Mueller expérimentale, nous pouvons mettre sous la forme d'une matrice de Mueller les écarts type statistiques mesurés pour chacune des 64 intensités. Nous pouvons alors évaluer les matrices de Mueller des erreurs aléatoires et systématiques. En réduisant au maximum ces matrices d'erreurs lors d'une mesure de la matrice de Mueller du système à vide, nous pouvons considérer notre polarimètre comme étant correctement étalonné. La dernière étape de ce travail a consisté à implanter un système imageur sur notre polarimètre. Grâce à des systèmes de mise en forme du faisceau (système de diaphragme et d'un couple de lentilles convergentes) et de réduction du bruit de speckle (film diffuseur homogène sur disque tournant), nous pouvons alors utiliser notre polarimètre en imagerie afin de pouvoir caractériser des milieux biologiques. La deuxième partie de notre étude s'est portée sur l'analyse et l'interprétation de la matrice de Mueller. Une fois celle-ci mesurée, il faut introduire des techniques d'extraction de l'information polarimétrique. Pour cela, nous utilisons la technique de décomposition de la matrice de Mueller en éléments simples de polarisation. L'information de polarisation contenue dans la matrice est alors modélisée en termes de dichroïsme (modifications d'amplitude du champ électrique), de biréfringence (modifications de phase du champ électrique) et de dépolarisation (action non déterministe). Pour l'étude de milieux complexes que sont les tissus biologiques, il est impératif d'utiliser une décomposition qui modélise au mieux les propriétés du milieu (configuration expérimentale, nombre et ordre des effets optiques simples) et qui minimise l'influence des erreurs de mesure. Nous avons pour cela introduit une procédure de génération de bruit pseudo expérimental afin de pouvoir inspecter, sur des matrices théoriques et expérimentales, la propagation des erreurs sur les paramètres polarimétriques calculés grâce aux quatre algorithmes existants (classique, inverse, normal et symétrique). Notre étude a alors montré qu'aucune de ces décompositions n'étaient adapté à l'étude de milieux diffusants en rétrodiffusion (configuration expérimentale choisie pour l'étude des tissus biologiques). Nous avons alors opté pour l'utilisation d'une nouvelle décomposition dite " hybride " qui permet à la fois de modéliser parfaitement la géométrie des milieux biologiques et de propager les erreurs expérimentales de manière satisfaisante. Cet algorithme hybride nous a également permis de mettre au point une procédure de détermination de la décomposition adéquate. En effet, si cet algorithme permet de traiter tous les systèmes physiques, il peut également servir à identifier le nombre et l'ordre des effets optiques élémentaires et ainsi minimiser l'influence des incertitudes expérimentales en utilisant des décompositions plus simples (classique et inverse). La troisième et dernière partie de notre étude s'est donc attachée à l'étude polarimétrique de tissus biologiques. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l'étude du syndrome cutané d'irradiation aiguë. Les différentes études ont montré que le phénomène d'irradiation engendrait une baisse de la dépolarisation ainsi qu'une perte de son caractère anisotrope, phénomènes constatés lors d'altérations des fibres de collagène. Nous avons également mis en évidence la dépendance de la réponse polarimétrique à la longueur d'étude. En effet, la discrimination entre échantillon sain et échantillon irradié (même faiblement) se fait plus efficacement en utilisant des hautes longueurs d'onde (λ > 800 nm). En revanche, pour discriminer les échantillons irradiés suivant la dose reçue, une investigation plus en surface (λ < 600 nm) semble donner des résultats plus satisfaisants. Enfin, nous avons utilisé l'imagerie polarimétrique pour l'étude de la fibrose hépatique. L'interprétation statistique des images acquises a permis de montrer que la polarimétrie de Mueller semble permettre la discrimination des différents stades de fibrose. Les paramètres de dépolarisation semblent permettre la discrimination entre le foie sain et les premiers stades de fibrose (F1-F2). L'information de dispersion sur les paramètres de retard (retardance et azimut associé) permet la discrimination entre échantillons cirrhosés (F4) et non cirrhosés (F0 à F3).
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Epelde, Elezcano Nerea. "Matériaux Hybrides nanostructures photoactifs pour des applications optiques et biomédicales." Thesis, Pau, 2016. http://www.theses.fr/2016PAUU3007/document.
Full textAbstract:
Dans ce manuscrit, la synthèse et la caractérisation complète de différents matériaux hybrides dédiés à des applications dans le domaine optique ou thérapeutique sont décrites. Dans un premier temps, des systèmes macroscopiquement ordonnés sont obtenus par intercalation de colorants tels que le Styryl 722 ou la pyronine-Y dans plusieurs films à base d’argile de type smectite. Les films d’argile sont élaborés par spin-coating et les colorants intercalés par immersion des films dans les solutions de ces colorants. Les effets de l’argile sur les propriétés des colorants sont analysés en détail et leur orientation préférentielle dans l’espace inter-couches est étudié grâce à la réponse anisotropique des films en lumière linéairement polarisée. Dans la deuxième partie, la synthèse par chimie sol-gel de monolithes de silice de grande dimension contenant des colorants laser présentant une forte absorption et une émission de fluorescence dans le visible est abordée. Des colorants laser à l’état solide (SSDL) avec de bonnes stabilités photochimique, thermique et chimique sont ainsi proposés. Dans le troisième chapitre, la synthèse par voie sol-gel de nanoparticules de silice (NP) d’environ 50 nm de diamètre fonctionnalisées sur leur surface externe est ensuite décrite. Grâce à l’encapsulation de molécules de colorants fluorescents dans leur cœur et le greffage de photosensibilisateurs sur leur écorce, des nanoparticules biocompatibles adaptées à la bio-imagerie et la thérapie photodynamique (PDT) ont été préparées. Pour optimiser leurs performances, les propriétés photophysiques et plus particulièrement la production d’oxygène singulet d’une nouvelle série de photosensibilisateurs basés sur les chromophores de type PODIPY ont d’abord été étudiées en détail. A partir de ces résultats, des BODIPY particulièrement efficaces ont été greffés sur les nanoparticules de silice afin de les utiliser pour la PDT. Les propriétés photophysiques de ces matériaux ont été analysées par spectroscopie d’absorption et de fluorescence (stationnaire ou résolue en temps) et les rendements quantiques de production d’oxygène singulet déterminés par des méthodes directe (émission de luminescence de l’oxygène singulet à 1270 nm) ou indirecte (utilisation de sondes chimiques spécifiques à l’oxygène singulet). Par ailleurs les matériaux hybrides ont été complètement caractérisés par plusieurs techniques (SEM, TEM, XRD, XPS, IR, DLS, BET)<br>Along this manuscript different hybrid materials are synthesized and extensively characterized for several uses: from optical to therapeutic applications. First, by the intercalation of different dyes, styryl 722 and pyronine-Y into several smectite clay films, macroscopically ordered system are obtained. Clay films are elaborated by spin-coating technique and the dyes are intercalated by the immersion of clay thin films into dye solutions. The effect of clay on the dye properties is deeply analyzed and its preferential orientation in the interlayer space of the clay is studied by the anisotropic response of the films to the linear polarized light. Second, large silica monoliths with embedded laser dyes with strong absorption and fluorescence bands in different region of the Visible spectrum are attained by sol-gel chemistry to obtain solid-state dye laser (SSDL) with good photo, thermal and chemical stabilities. Third, silica nanoparticles (NP) with suitable size (50 nm) and functionalized external surface are also synthesised by sol-gel chemistry. Through the encapsulation of fluorescent dye molecules in their core and by the grafting of photosensitizers on their shell, biocompatible nanoparticles for bio-imaging and Photodynamic Therapy (PDT) applications are prepared. In order to optimize their properties, a careful investigation of the photophysical properties and mainly the singlet oxygen generation of a large range of new photosensitizers based on chromophores known as BODIPYs, is previously carried out. Based on these results, some efficient BODIPYs are selected for grafting on silica nanoparticles in order to use them for PDT. The photophysical properties of all these hybrid materials are analyzed by absorption and fluorescence (steady-state and time correlated) spectroscopies, and the singlet oxygen measurements are monitored by direct method (recording the singlet oxygen luminescence at 1270 nm) and by indirect method (using selective chemical probe). Moreover, the hybrid materials are fully characterized by several techniques such as, SEM, TEM, XRD, XPS, IR, DLS, BET
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Martin, Loïc. "Analyse et interprétations expérimentales en polarimétrie de Mueller : applications biomédicales." Brest, 2011. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00664642.
Full textAbstract:
Le cadre de ce travail s’inscrit dans le contexte de l’imagerie polarimétrique de Mueller. En effet, l’acquisition d’images portant l‘information polarimétrique peut s’avérer très intéressante pour caractériser spatialement des milieux micro ordonnés comme les tissus biologiques, en particulier en tant que moyen d’investigation biophysique non invasif d’éventuelles altérations des tissus biologiques. Le premier chapitre revient sur l’utilisation de l’onde optique comme moyen d’investigation biophysique en abordant les enjeux et les difficultés d’une imagerie optique des tissus biologiques, milieux complexes où cohabitent phénomènes d’absorption et de diffusion. En étudiant les propriétés des tissus biologiques, et notamment du collagène, nous justifions le choix de l’imagerie polarimétrique comme agent de contraste dans le cadre de notre étude. Le deuxième chapitre définit le concept de polarisation de la lumière ainsi que les principaux outils mathématiques permettant sa compréhension et son analyse. Le troisième chapitre revient sur les techniques de décomposition de toute matrice de Mueller en éléments simples, outils indispensables afin de récupérer l’information pertinente contenue dans la matrice de Mueller expérimentale. Le quatrième chapitre présente le dispositif expérimental utilisé dans le cadre de cette étude. Il s’agit d’un gonio-poiarimètre imageur à 808 nm utilisant des lames de phase tournantes. Le cinquième chapitre décrit l’influence de la propagation des erreurs statistiques dans les différentes décompositions sur le choix de l’algorithme le plus adapté à la configuration expérimentale. Nous y présentons, à la fois, une procédure de détermination de la décomposition adéquate et un nouvel algorithme « hybride », basé sur les décompositions introduites au chapitre 3, qui limite la propagation des erreurs de mesure et lève toute ambiguïté sur les matrices obtenues. Le sixième chapitre présente les résultats expérimentaux obtenus lors de l’étude du syndrome cutané d’irradiation aiguë. Le septième et dernier chapitre se penche sur l’étude de la fibrose hépatique. Grâce aux images de différents échantillons de foie, du foie sain au foie cirrhosé (fibrose sévère), nous montrons que la mesure des paramètres polarimétriques introduits, couplée aux techniques déjà existantes, peut se révéler utile à l’identification des stades de fibrose<br>As part of this work is in the context of the Mueller polarimetric imaging. Indeed, the acquisition of images with polarimetric information can be very interesting to characterize spatially ordered micro environments such as biological tissues, particularly as a means of non-invasive biophysical investigation of possible alterations in biological tissues. The thirst chapter returns to the use of the optical wave as a biophysical investigation by addressing issues and challenges of optical imaging of biological tissues, complex environments where live absorption and diffusion. By studying the properties of biological tissues, including collagen, we justify the choice of polarimetric imaging as a contrast agent as part of our study. The second chapter defines the concept of polarization of light and the main mathematical tools for understanding and analysis. The third chapter discusses the techniques of decomposition of any Mueller matrix into simple elements, essential tools to retrieve relevant information contained in the experimental Mueller matrix. The fourth chapter presents the experimental device used in this study. This is a goniometer imager-polarimeter at 808 nm using rotating waveptates. The fifth chapter describes the influence of error propagation in the different Mueller matrix decompositions on the choice of the algorithm best suited to the experimental configuration. We present both a procedure for determining the adequate decomposition algorithm and a new “hybrid” based on the decomposition introduced in Chapter 3, which limits the propagation of measurement errors and to remove ail ambiguity about the matrices obtained. The sixth chapter presents the experimental results obtained in the study of radiation-induced damage to the skin. The seventh and final chapter focuses on the study of liver fibrosis. With images of different samples of liver, from healthy liver to liver cirrhosis (severe fibrosis), we show that the measurement of polarimetric parameters introduced, coupled with existing techniques, may be useful in identifying the stages of fibrosis
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Moustaoui, Hanane. "Développement de nanovecteurs à base de nanoparticules d'or : Applications biomédicales." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCD065.
Full textAbstract:
Le cancer est la première cause de décès en France, il est devenu un enjeu majeur de santé publique. De nombreux traitements existent déjà pour lutter contre cette maladie telle que la chimiothérapie. Cependant, ces techniques utilisent des produits toxiques provoquant des effets secondaires très importants. Dans ce contexte, les nanoparticules d’or (GNP) suscitent un intérêt considérable en raison de leurs propriétés physiques et chimiques. Elles sont donc considérées comme des agents prometteurs pour le traitement du cancer, notamment pour l’acheminement de médicaments jusqu’à la tumeur (nanovecteur), ou encore pour la thérapie photothermique. Le but de cette thèse repose sur le développement de différents nanovecteurs basés sur des GNP avec différentes chimies de surface et l’étude de leur interaction avec des biomolécules (protéines),pour une application dans le traitement du cancer. Dans un premier temps, deux nanovecteurs à base d’or, de polyéthylène glycol et de doxorubicine ((DOX) comme agent anticancéreux) ont été synthétisés suivant deux stratégies différentes. La première stratégie a consisté à greffer la DOX aux GNP entouré de PEG par couplage carbodiimide. La deuxième stratégie, quant à elle, a été réalisée en complexant la DOX avec des ions d’or avant de procéder à la réduction de ces ions en présence du polymère. Ces différentes synthèses ont été caractérisées par MET, absorption optique et spectroscopie Raman. Enfin, une étude de viabilité cellulaire a été réalisée permettant de comparer l’effet cytotoxique des deux nanovecteurs sur une lignée adénocarcinome pancréatique (PANC-1). Dans une seconde partie, une étude a été réalisée sur l’adsorption de trois protéines du sérum sanguin humain (l’albumine, la glycoprotéine et le lysozyme) sur des GNP citratées. Pour cela, nous avons choisi d’utiliser la spectroscopie de corrélation de diffusion comme outil permettant de quantifier l’augmentation du rayon hydrodynamique des GNP provoquée par l’adsorption des protéines. Cette mesure du rayon hydrodynamique a permis de montrer que chaque protéine présente une orientation spécifique, mais aussi une constante d’affinité et une coopérativité différentes avec la surface d’or des nanoparticules. Enfin, dans une dernière partie une étude a été réalisée sur les propriétés photothermiques des nanoparticules d’or citratées de différentes tailles et différentes formes. Dans cette étude, les résultats montrent que l’élévation de température va dépendre de la position de la résonance plasmon par rapport à la longueur d’onde d’excitation, mais aussi de la forme et de la chimie de surface. Ce travail a été réalisé afin de comprendre comment les effets thermiques libérés par les nanoparticules d’or peuvent aboutir à la destruction de cellules cancéreuses<br>The fight against cancer is a major challenge for public health, since cancer remains the leading cause of death in France. Conventional treatment like chemotherapy use very toxic products that induce large side effects. In this context, Gold nanoparticles (GNP) are of great interest thanks to their unique physical and chemical properties and are considered as promising agents for cancer therapy as drug delivery or photothermal agents. The aim of this thesis is to develop and study GNP and their interaction with biomolecules (proteins) in the framework of the cancer treatment. Firstly, two PEGyled GNP were synthetized and used as platform to develop nanovectors for doxorubicin ((DOX) anticancer drug), following two different strategies. The first strategy consists in synthesizing PEGyled GNP following “one-step” approach. Then the DOX loading on the nanoparticles was carried out by carbodiimide chemistry. The second strategy was performed by complexing DOX with gold ions, protected by PEG to form clusters. Afterwards these clusters are reduced to synthetize the GNP. The Physicochemical properties of these two kinds of GNP were characterised by TEM, optical absorption and Raman spectroscopy. Finally a cell viability study was carried out to compare the cytotoxicity effects of these two nanovectors on one pancreatic cancer cell line, PANC-1. In the second part, we studied the adsorption of three proteins of human blood serum (albumin, lysosime and glycoprotein) on citrate capped GNP. For this task, we have chosen to use scattering correlation spectroscopy as a tool to quantify the increase of the GNP hydrodynamic radius induced by the protein adsorption. The results showed that each protein has a specific orientation but also different binding affinity and cooperativity with the GNP surface. Finally, in the last part, we investigated the photothermal properties of citrate capped GNP of different sizes and shapes. The results show that the temperature rise depends on the plasmon resonance position compared to the excitation wavelength but also on the shape and the surface chemistry. This work was done to understand how photothermal effect produced by GNP can destroy cancer cells
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Awajan, Arafat. "Détection et analyse des structures linéaires d'une image : applications biomédicales et industrielles." Besançon, 1988. http://www.theses.fr/1988BESA2010.
Full text
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Popa, Cristina Liana. "Caractérisation physico-chimique et ultrasonore de matériaux céramiques pour applications biomédicales." Thesis, Le Havre, 2016. http://www.theses.fr/2016LEHA0022/document.
Full textAbstract:
L’hydroxyapatite est l'un des matériaux les plus fréquemment utilisés pour le traitement des maladies des tissus durs. Le zinc est impliqué dans chaque étape du métabolisme du tissu osseux et une carence en zinc peut déterminer l'apparition de l'ostéoporose. Le dopage de l'hydroxyapatite par des ions de zinc peut créer un meilleur matériau, avec des propriétés physico-chimiques supérieures. L'objectif de cette thèse est de créer de nouveaux matériaux biocéramiques avec des propriétés spécifiques qui pourraient permettre le développement de nouvelles applications dans le domaine médical. Une attention particulière a été portée à la caractérisation des propriétés biologiques et physico-chimiques. Dans cette thèse, une nouvelle méthode non destructive de caractérisation de nanoparticules de céramique a été développée. La thèse se compose de six chapitres. Les deux premiers décrivent les biomatériaux et les techniques de caractérisation physico-chimique et ultrasonore utilisées, les trois chapitres suivants présentent des résultats expérimentaux originaux et le dernier chapitre des conclusions générales. La nouveauté de cette étude réside dans la caractérisation de matériaux biocéramiques à base d'hydroxyapatite pour de possibles applications biomédicales. Une nouvelle méthode non destructive de caractérisation par ultrasons est présentée. Ces résultats pourraient contribuer à développer une technique rapide et efficace pour la caractérisation de matériaux céramiques, qui pourrait être utilisée dans le futur en complément des techniques communément utilisées dans le domaine médical, notamment dans le domaine orthopédique<br>Hydroxyapatite is one of the most commonly used material used for treating hard tissue diseases. Zinc is involved in each stage of bone tissue metabolism and a lack of it may determine the onset of osteoporosis. Doping hydroxyapatite with Zn ions may cause an improvement of the hydroxyapatite properties, thus resulting a better material, with enhanced physico-chemical properties. Devices based on collagen and hydroxyapatite inhibit the development of bacterial pathogens, reducing the risk of post-surgical infections. The goal of this thesis was to create new bioceramic materials with specific properties which could allow development of new applications in the medical field. Special attention was paid to the characterization of the physico-chemical and biological properties. In this thesis are reported for the first time non-destructive, ultrasonic spectroscopy studies performed on ceramic solutions. The thesis consists of six chapters, the first two comprised of general aspects, the following three chapters present original experimental results and the last chapter presents general conclusions. The novelty of this study lies in the method of synthesis and characterization of bioceramic materials based on hydroxyapatite for possible biomedical applications. Furthermore, a new non-destructive method of characterization techniques based on ultrasounds is presented. The results presented in this study could create a premises of developing a rapid and effective technique for characterization of ceramic materials, which could be used in the future as a complementary technique widely used on different materials used in the medical field, especially in the orthopedic field
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Hinostroza, Ramos Jessica Viviana. "Synthèse de métallophosphates poreux biosourcés pour des applications environnementales et biomédicales." Thesis, Mulhouse, 2017. http://www.theses.fr/2017MULH9658/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse à la synthèse biosourcée de métallophosphates poreux pour trouver des solutions à l’épuisement des réserves naturelles de sources de phosphore qui servent habituellement à l’élaboration des réactifs inorganiques phosphorés (ex. H3PO4). Ceux-ci sont notamment utilisés pour la synthèse des métallophosphates poreux. Ces derniers possèdent des propriétés importantes dans les domaines de la catalyse, de l’adsorption et de la séparation. Toutefois il existe d’autres domaines peu étudiés tels que le biomédical et l’environnement où ces matériaux sont aussi utilisés. Au cours de cette thèse, la synthèse de zincophosphates et d’aluminophosphates poreux biosourcés a été réalisée à partir de différentes biomolécules (la caséine et les nucléotides) par la voie hydrothermale. Plusieurs paramètres de synthèse ont été étudiés (pH, température de synthèse, concentration des réactifs, influence des conditions de calcination ...). Les solides ont été caractérisés à l’aide de différentes techniques instrumentales (DRX, MEB, RMN31P, manométrie de N2, spectrofluorimétrie ...). Les propriétés antibactériennes et cytotoxiques des zincophosphates éventuellement enrichis en nanoparticules d’argent synthétisées à partir de caséine ont été évaluées sur la souche bactérienne Escherichia coli K 12 et des cellules ostéoprogénitrices STRO1A+ respectivement. Ces travaux situés à l’interface de la chimie des matériaux et de la biologie permettent d’envisager l’application des nouveaux métallophosphates synthétisés dans les domaines émergents du biomédical et de l’environnement<br>This thesis work focuses on the biosourced synthesis of metal phosphates in order to find solutions to the depletion of the natural phosphorus resources that are usually used for the preparation of the phosphorus-containing inorganic reagents (i.e., H3PO4). Hydrothermal synthesis of metal phosphates involved them for example. Porous metal phosphates have important properties in catalysis, adsorption and separation fields. However, there are also less explored domains such as biomedical and environmental ones where they are further used. During this thesis, the synthesis of biosourced porous zinc phosphates and aluminum phosphates has been carried out using different biomolecules (casein and nucleotides) by hydrothermal method. Many synthesis parameters were studied (pH, synthesis temperature, reagents concentration, influence of calcination conditions ...). Solids were characterized using different techniques (XRD, SEM, 31P NMR, N2 adsorption, spectrofluorimetry ...). The antibacterial and cytotoxic properties of zinc phosphates optionally enriched in silver nanoparticles synthetized with casein were evaluated on the bacterial strain Escherichia coli K 12 and STRO1A+ osteoprogenitor cells respectively. This work at the interface of materials chemistry and biology makes possible to consider the application of the prepared new metal phosphates for emerging biomedical and environment fields
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Elmahmoudy, Mohammed. "Micro et nano-patterning de polymères conducteurs pour des applications biomédicales." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEM027/document.
Full textAbstract:
La bioélectronique utilise des signaux électriques pour interagir avec des systèmes biologiques. Les capteurs qui permettent la lecture électrique de marqueurs de maladies importantes et les implants/stimulateurs utilisés pour la détection et le traitement d'activité cellulaire pathologique ne sont que quelques exemples de ce que cette technologie peut offrir. Du fait de leurs propriétés électro-actives et mécaniques fascinantes, l'électronique organique ou les matériaux conjugués π ont été largement exploités dans le domaine de la bioélectronique. Le mélange intéressant entre conductivité électronique et ionique de ces polymères conducteurs permet le couplage entre les charges électroniques présentent dans le volume des films organiques avec les flux ioniques du milieu biologique. Le matériau prototypique de la bioélectronique organique est le polymère conducteur poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) dopé avec du polystyrène sulfonate (PSS). Dans ce rapport, nous étudierons une approche pour moduler les propriétés mécaniques, électriques et électrochimiques du PEDOT: PSS et étudier leur impact sur la performance des transistors électrochimiques organiques. Par ailleurs, nous évaluerons l'effet de la micro-structuration et du nano-patterning sur l'impédance électrochimique des électrodes en or recouvertes de PEDOT: PSS utiles pour de futurs enregistrements et stimulations neurales. Enfin, nous démontrerons l'utilisation du PEDOT:PSS à micro-motifs pour l'adhésion et la migration de cellules<br>Bioelectronics uses electrical signals to interact with biological systems. Sensors that allow for electrical read-out of important disease markers, and implants/stimulators used for the detection and treatment of pathological cellular activity are only a few examples of what this technology can offer. Due to their intriguing electroactive and mechanical properties, organic electronics or π-conjugated materials have been extensively explored regarding their use in bioelectronics applications. The attractive mixed electronic/ionic conductivity feature of conducting polymers enables coupling between the electronic charges in the bulk of the organic films with ion fluxes in biological medium. The prototypical material of organic bioelectronics is the conducting polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) doped with polystyrene sulfonate (PSS). PEDOT:PSS is commercially available, water-dispersible conjugated polymer complex that can be cast into films of high hole and cation conductivity, good charge storage capacity, biocompatibility, and chemical stability. In the present work we investigate an approach to tailor the mechanical, electrical, and electrochemical properties of PEDOT:PSS and study their impact on the performance of organic electrochemical transistors. In addition, we study the effect of micro-structuring and nano-patterning on the electrochemical impedance of PEDOT:PSS- coated gold electrodes for future neural recordings and stimulation. Moreover we demonstrate the use of micro-patterned PEDOT:PSS in cell adhesion and migration
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Gharbi, Kais. "Elaboration de nanoparticules d'or et de fer pour des applications biomédicales." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30282.
Full textAbstract:
Les nanoparticules, outils d'innovation dans le domaine biomédical, promettent des avantages significatifs, notamment au niveau du diagnostic et du traitement. Les nanoparticules d'or de forme anisotrope, nanobâtonnets, nanoprismes etc. présentent une absorption de la lumière dans le domaine du proche infrarouge, ce qui s'accompagne d'une augmentation locale de la température. Cet échauffement local provoqué par les nanoparticules d'or est exploité dans des thérapies, comme l'hyperthermie photo-assistée. Quant aux nanoparticules de fer, ce sont leurs propriétés magnétiques qui sont visées. Elles sont principalement mises à profit dans l'imagerie médicale, les nanoparticules de fer étant de bons agents de contraste pour l'IRM. Au cours de cette thèse nous nous somme intéressés d'une part à la synthèse de nanoparticules d'or de forme anisotrope sans utilisation, en tant qu'agent structurant, d'un tensioactif cationique, redouté pour sa toxicité. Pour cela la méthode polyol a été utilisée. En fonction des conditions de synthèse des plaquettes ou des cubes d'une taille sans précédent (ca. 21-50 nm) pour cette méthode ont été obtenus. Leur fonctionnalisation par des polymères de type PEG a été ensuite réalisée. D'autre part des nanoparticules de fer zero-valent de ca. 13 nm ont été élaborées en utilisant une approche organométallique dans le but de conserver une aimantation élevée nécessaire pour les applications envisagées. Nous avons réussi leur transfert dans l'eau, tout en conservant un cœur de fer zéro-valent de ca. 10 nm et donc une forte aimantation, grâce à des ligands comportant un groupement d'ancrage à la surface de nanoparticules type acide phosphonique. Des mesures préliminaires de leur relaxivité transversale ont été réalisées, ouvrant des perspectives très prometteuses en tant qu'agent de contraste en IRM<br>Nanoparticles, tools of innovation in the biomedical field, promise significant advantages, notably in terms of diagnostic and therapy. Gold nanoparticles of anisotropic shape, nanorods, nanoprisms, etc. exhibit light absorption in the near-infrared region, which is accompanied by a local increase in temperature. This local warm-up is used in therapies, such as photo-assisted hyperthermia. In the case of iron nanoparticles, their magnetic properties are of interest for applications. They are mainly used in medical imaging, iron nanoparticles being good contrast agents for MRI. In this thesis, we have been interested in the synthesis of gold nanoparticles of anisotropic shapes free of cationic surfactants as structuring agent, because of their toxicity. As alternative the polyol method has been used. Depending on the synthesis conditions, platelets or cubes with an unprecedented size (ca. 21-50 nm) for this king of synthetic method have been obtained. On the other hand, zero-valent iron nanoparticles of ca. 13 nm have been developed using an organometallic approach in order to obtain nanoparticles with a high magnetization, necessary for the envisaged applications. We have succeeded in transferring iron nanoparticles into water, while conserving a zero-valent iron core of ca.10 nm and therefore a strong magnetization, thanks to ligands bearing a phosphonic acid head group in order to anchor them to the surface of the nanoparticles. Preliminary measurements of their transversal relaxivity have been carried out, opening up promising prospects as contrast agent for MRI
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Leclercq, Jean François. "Imagerie microonde active pour applications biomédicales : systèmes 2D et 3D monochromatiques." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112285.
Full textAbstract:
Cette thèse présente une étude de systèmes d'imagerie microonde active, fondés sur la méthode de tomographies par diffraction. Cette forme d'imagerie a pour but d'obtenir des renseignements complémentaires aux autres systèmes d'imagerie existant par ailleurs, en particulier sur les caractéristiques diélectriques des corps, et sur tout facteur physique infuençant ceux-ci comme par exemple la température. Le principe en est le suivant l'objet sous investigation est illuminé par une onde plane centimétrique, ce qui crée à l'intérieur de l'objet des courants équivalents induits, qui vont à leur tour générer un champ diffracté dans tout l'espace. A partir de la mesure de ce champ diffracté, on peut obtenir les courants équivalents qui lui ont donné naissance. Ce travail concerne les algorithmes de reconstruction, à deux et trois dimensions pour des systèmes multivues monochromatiques, l'amélioration de la résolution et la réduction du temps d'obtention d'une image, ainsi que les vérifications numériques et expérimentales des résultats théoriques. La méthode employée est celle du spectre d'ondes planes qui permet d'obtenir une relation simple entre les transformées de Fourier du champ diffracte et des courants équivalents. Du point de vue expérimental tridimensionnel, un prototype unique de caméra microonde, qui mesure le champ électrique sur une surface plane grâce à la méthode de diffusion modulée, a été mise à notre disposition et cette étude a également concerné la caractérisation de cette caméra. Nous présentons ici les premiers résultats que nous avons pu obtenir sur des fantômes<br>This work concerns microwave imaging systems, based upon the method of diffraction tomography. We can obtain informations about dielectric properties and physical parameters influencing them as, for instance, the temperature. The principle can be described in this way the abject under investigation is illuminated by a plane wave, with a wave length of about one centimeter. This creates inside the abject equivalent currents, which generate a diffracted field in the whole space. From the measure of the diffracted field, we can obtain the equivalent currents. We have studied the reconstruction algorithms, in two and three dimensions for multiview monochromatic systems, the improving of the resolution, and the decreasing of the total time for the obtention of an image, and also the numerical and experimental checkings of the theoretical results. We employ the spectrum of plane waves method which gives an easy relation between the Fourier transforms of the diffracted field and of the equivalent currents. Experimentally in three dimensions, we measured the electric field on a plane area with a microwave camera, using the modulated scattering technique. We have caracterised this camera and we present here the first results obtained with phantoms
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Bousalem, Smain. "Synthèse, caractérisation et applications biomédicales de nouvelles particules colloïdales de polypyrroles." Paris 7, 2005. http://www.theses.fr/2005PA077056.
Full text
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Merzouk, Safae. "Développement d'un dispositif microfluidique intégrant des microcapteurs pour des applications biomédicales." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10329.
Full textAbstract:
L'objectif principal de cette thèse est de développer des microsystèmes d'analyse qui sont constitués d'un assemblage de dispositifs microfluidiques et de microcapteurs sélectifs pour des applications biomédicales. les travaux réalisés dans cette thése entrent dans le secteur biomédical en termes d'amélioration des instrumentations portables basées sur des nouvelles technologies pour aider la médecine en ville, les soins à domicile…, qui pourraient avoir des conséquences très bénéfiques en santé publique. Il s'agit dans un premier lieu de développer un microcapteur sensible à l'ion lithium pour un meilleur control de la concentration du lithium chez un patient en traitement maniacodépressif en respectant la zone thérapeutique normale afin d'améliorer le diagnostique médical souhaité et surtout une très bonne sélectivité avec l'ion sodium. le deuxième objectif est consacré au developpement d'un nouveau type de microcapteur pour améliorer le temps d'un traitement antituberculeux (Isoniazide) en respectant les seuils thérapeutiques et aider la médecine clinique pour baisser le seuil mortel de la tuberculose dans le monde. la dérnier point qui fait l'objet de l'objectif principal de cette thése c'est le cas des dispositifs microfluidiques. Il s'agit d´appliquer des tests de validation sur les micromélangeurs et les microfiltres developpés par la technologie de fabrication en silicium/verre. L'assemblage des objectifs fixés est le concept du développement d'un laboratoire sur puce pour des appareils d'analyse médicaux pour encourager la médecine portable afin de garantir les points majeurs de la recherche biomédicale en terme du gain de coût et d'un temps de réponse réduit pour un diagnostique médical. Finalement, les résultats obtenus durant cette thèse ont donné lieu à des publications et des communications dans des congrès internationaux<br>The main objective of this thesis is to develop analytical microsystems which are composed of an assembly of microfluidic devices and microsensors for biomedical applications. the work done in this thesis is one of the solutions of biomedical problematic in terms of improving of portable instrumentations based on new technologies to help the medicine in town home care that could have very beneficial consequences in public health. one of the objectives of this work is, to develop a lithium sensitive microsensor for a better control of the concentration of lithium in a patient with manic-depressive treatment by respecting the normal therapeutic range desired to improve medical diagnosis and especially a very good selectivity with the sodium ion. the second objective is to develop a novel microsensor for improving the time to antituberculosis treatment (Isoniazid), respecting the therapeutic ranges and also, to help the clinical medicine to decrease the mortal level of tuberculosis in the world. the final point is the subject of the main objective of this thesis, it’s the development of microfluidic devices and their validation tests applied to the micromixers and microfilters developped by using the manufacturing technology based on silicon/glass. The assembly of the objectives is the concept of developing a lab-on-chip for medical analysis devices to encourage mobile medicine in order to ensure the main points of biomedical research in terms of reducing the gain cost and a rapid response time for medical diagnostic
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Lalevée, Gautier. "Complexes polyélectrolytes d'acide hyaluronique et de chitosane pour des applications biomédicales." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1075.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'élaboration de complexes polyélectrolytes combinant deux polyélectrolytes de charges opposées ainsi que l'étude de leur potentiel en tant que biomatériaux injectables pour du comblement de ride. L'acide hyaluronique (portant des - charges négatives sur ses groupements carboxyliques -COO ) a été complexé avec l'unique polycation d'origine naturelle appelé chitosane (portant des charges positives de + par ses groupements amines -NH3 ). Les paramètres influençant la formation et les propriétés physico-chimiques des complexes acide hyaluronique – chitosane ont été étudiés. Nous avons utilisé une nouvelle technique de complexation développée au laboratoire mettant en œuvre la diminution de la force ionique de mélanges acide hyaluronique – chitosane – chlorure de sodium par dialyse dans le domaine de complexation de l'acide hyaluronique et du chitosane (pH approximativement compris entre 2.5 et 6.5). Ce procédé permet l'élimination progressive des sels et une association lente. Nous avons par ce biais été capable d'induire et de contrôler l'auto-assemblage de ces deux polyélectrolytes. Plusieurs formes ont ainsi été obtenues comme des agrégats, des complexes solubles, des suspensions colloïdales ou des coacervats. Au cours de ce travail, nous avons obtenu des hydrogels mixtes d'acide hyaluronique et de chitosane ayant d'exceptionnelles propriétés d'étirabilité à pH acide. D'autre part, une approche alternative a été envisagée, visant à utiliser les propriétés intrinsèques du chitosane, en particulier son aptitude à gélifier au contact de milieux alcalins. Ainsi, par un procédé similaire, nous avons pu former des hydrogels acide hyaluronique – chitosane réticulés physiquement, stable à pH et osmolarité physiologiques, et pouvant endurer des déformations importantes. De plus, ces systèmes peuvent être stérilisés par autoclave et peuvent être formulés afin d'être injectables. Réunissant toutes les conditions pour être de bons candidats au développement de biomatériaux injectables, ces hydrogels ont été testés in vivo sur un modèle lapin afin d‘évaluer leur biocompatibilité et leur applicabilité en tant que produits injectables en intradermique<br>This work is devoted to the elaboration of polyelectrolyte complexes systems combining two oppositely-charged polyelectrolytes and to the study of their potential application as - injectable dermal fillers. Hyaluronic acid as polyanion (carboxylic groups -COO as negative charges) was complexed with the only naturally-occuring polycation named + chitosan (amine groups -NH3 as positive charges). The factors impacting the formation of hyaluronic acid - chitosan complexes and their physico-chemical properties were investigated. We used a new technique of complexation developed in the laboratory through the desalting of highly salted mixtures, and systematically investigated the impact of pH in the range 2.5 - 6.5, corresponding to the complexation domain of hyaluronic acid and chitosan. This process allowed the progressive elimination of the salts and the slow restoration of the attractive electrostatic interactions resp onsible for the self-assembly of the two polyelectrolytes. Various physical forms were obtained: macroscopic aggregates, soluble complexes, colloidal suspensions or hydrogels. During this work, we observed for the first time the formation of hyaluronic acid-chitosan hydrogels exhibiting a very unusual hyper-stretchability, only at acidic pH. Therefore, an alternate approach consisted in taking advantage of the chitosan ability to gel in alkaline medium. By using a similar process, we were then able to form physically-crosslinked hyaluronic acid-chitosan hydrogels stable at physiological pH and osmolarity and still able to undergo high deformations. Moreover, these systems could be submitted to steam sterilization and could be formulated so as to be injectable. Hence, these hydrogels gathered all the conditions to be good candidates as injectable biomaterials, these hydrogels were then tested in vivo on a rabbit model to evaluate their biocompatibility and suitability for intradermal applications
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Vysotskyi, Bogdan. "Récupérateur d'énergie vibratoire MEMS électrostatique à large bande pour applications biomédicales." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS278/document.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche porte sur le développement et la mise au point d'un récupérateur d'énergie vibratoire MEMS à transduction capacitive dédié aux applications biomédicales et plus particulièrement aux stimulateurs cardiaques sans sondes autonomes. Cette application impose une miniaturisation poussée (volume inférieur à 1 cm³), une puissance de sortie dans la gamme allant de 1 à 10 µW et une compatibilité vis-à-vis des systèmes d'Imagerie à Résonance Magnétique (IRM). Ces contraintes ainsi que l'effet de la gravité ont été pris en compte sur tout le flot de conception afin d'obtenir un dispositif innovant en technologie MEMS silicium capable de fournir une puissance de sortie suffisante quelle que soit son orientation une fois implanté. Afin de convertir efficacement les battements cardiaques ayant un spectre étendu (de 1 à 50 Hz) pour une amplitude d'accélération faible (inférieure à 1 g), le système emploie des bras de suspension ayant une raideur non-linéaire ce qui permet d'étendre notablement la bande passante effective du système. Cette non-linéarité est ici induite de manière originale en faisant en sorte que la forme initiale des bras de suspension soit une combinaison linéaire des modes de déformée propre d'une poutre doublement encastrée. Un soin particulier a été apporté afin de modéliser ceci dans le but de prédire la réponse mécanique du système quels que soient les stimuli imposés. Afin de réaliser les différents dispositifs de test, une technologie MEMS de type SOG (Silicon-On-Glass) a été développée. Cette technologie permet d'obtenir des structures en silicium monocristallin avec un fort rapport d'aspect tout en limitant le budget thermique et se montre donc compatible avec une éventuelle industrialisation. Ceci a été prouvé via la réalisation de multiples véhicules de test qui se sont montrés totalement fonctionnels. Ainsi la pertinence des modèles théoriques permettant de prédire le comportement non-linéaire des ressorts employés a été prouvée de manière expérimentale. De même, les récupérateurs d'énergie réalisés ont été testés en régime harmonique mais également via des stimuli cardiaques et ont montré une large bande passante avec une puissance de sortie équivalente à celle donnée dans l'état de l'art et ce, quelle que soit leur orientation par rapport à la gravité<br>Present work addresses question of MEMS capacitive vibrational energy harvesting for biomedical applications, and notably for powering an autonomous leadless pacemaker system. Such an application imposes several critical requirements upon the energy harvesting system, notably the sufficient miniaturization (<1cm³), power output in range of 1-10 µW, compatibility with Magnetic Resonant Imaging (MRI). This work addresses a problematic of MEMS energy harvester design, simulation, fabrication and characterization fulfilling such a requirement. Moreover, a gravity effect is studied and taken into account in the conception of the device to ensure the power output at various orientations of the harvester. To attain a heartbeat frequencies (1-50 Hz) and acceleration amplitudes (<1g), the use of nonlinear springs is proposed. A nonlinear stiffness is implemented in original way of introducing a natural bending mode shapes in the initial beam form. A mechanical description of bending mode coupling along with its impact on a reaction force of the suspension springs is presented. An innovative clean room technology based on silicon-on-glass (SOG) wafers is developed for the fabrication of the innovative energy harvesters with high width-to-depth aspect ratio. A straightforward and rapid low-temperature process with the possibility of future industrialization is validated by multiple experimental realizations of miniaturized MEMS energy harvesters. Fabricated microsystems are tested mechanically and electrically. Proposed theoretical model of the curved beam is validated with reactive force measurements of the MEMS springs. Energy harvesting experiments are performed for both harmonic and heartbeat mechanical excitations, which demonstrate the large bandwidth in low frequencies domain and a sufficiently large state-of-the-art power output for envisaged application under different orientations with respect to the gravity
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Yan, Xingchen. "Study on Selective Laser Melting of Ti-6Al-4V alloy for biomedical applications." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCA032.
Full textAbstract:
La fusion sélective par laser (SLM), en tant que technologie de fabrication additive émergente, permet la fabrication de pièces complexes et de conception avancée. Cette technologie est particulièrement adaptée aux applications biomédicales, telles que la production d'implants personnalisés. Les alliages de titane, en particulier le Ti6Al4V, sont largement utilisés dans les industries médicales en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques et de leur biocompatibilité. Afin de développer une substitution osseuse spécifique, l'étude présente s'est concentré sur les propriétés mécaniques, le post-traitement, la conception légère et les propriétés biologiques d'un matériau en Ti6Al4V fabriqué par SLM. Les résultats les plus importants de ce travail sont répertoriés ci-après.La microstructure des échantillons de Ti6Al4V ainsi formée s’est avérée dominée par la phase martensite α aciculaire. Le traitement par compression isostatique à chaud (HIP) entraîne une réduction significative des défauts internes, tels que les pores résiduels et les fissures internes. L'échantillon fabriqué n’ayant pas subi de traitement possède une faible résistance à la fatigue et un comportement en ductilité peu satisfaisant. Au contraire, l'échantillon traité thermiquement (HT) présente une résistance à la traction réduite. Toutefois, le comportement à la traction et la résistance à la fatigue sont améliorés par rapport à l'échantillon n’ayant pas subi de traitement. Le traitement HIP a également entraîné une réduction de la résistance à la traction mais a amélioré la ductilité et le comportement à la fatigue grâce à l'élimination des défauts internes.Afin d'améliorer la résistance à la fatigue d'un matériau en Ti6Al4V fabriqué par SLM, une technologie avancée de traitement par attrition mécanique de surface (SMAT) a été appliquée au cours de ce travail. Les résultats indiquent qu'un traitement de type SMAT peut introduire une couche nanostructurée sur la surface de l'échantillon. La nanostructure peut entraîner une augmentation de la résistance mécanique et des contraintes résiduelles de compression dans la couche de surface. En conséquence, l’échantillon traité par SMAT a montré une amélioration significative de la résistance à la fatigue par rapport à celui non traité dans les régimes de fatigue à cyclage faible et élevé. De plus, une oxydation par micro-arc (MAO) a été proposée pour améliorer l'activité biologique en formant un film oxydé avec du calcium (Ca) et du phosphore (P) sur la surface du Ti6Al4V fabriqué par SLM. La microstructure, la morphologie et les compositions chimiques du film de MAO préparé pour différentes tensions ont été caractérisées. Les résultats montrent qu'un revêtement comportant une proportion de Ca et de P est formé en surface du matériau Ti6Al4V fabriqué par SLM, et que cette couche a bien adhéré au substrat après le traitement au MAO. On peut en conclure que le traitement par MAO peut améliorer l'activité biologique du Ti6Al4V fabriqué par SLM.Des unités octaédriques avec des tailles de pores de 500, 600 et 700 μm et un taux de porosité de 60% et 70% ont été conçues, puis les structures poreuses correspondantes ont été fabriquées par SLM. Les effets du diamètre des pores et de la porosité sur les propriétés mécaniques des échafaudages poreux en Ti6Al4V fabriqués par SLM ont été systématiquement étudiés. Afin d'évaluer les performances biologiques, des tests in vitro/vivo ont été menés pour étudier la prolifération, la différenciation des cellules et la croissance osseuse sur les échafaudages poreux de Ti6Al4V fabriqués par SLM. L'étude indique que l'échafaudage poreux avec une taille de pore de 500 μm et une porosité de 60% est relativement prometteur pour la reproduction des défauts osseux<br>Selective laser melting (SLM), as an emerging additive manufacturing technology, enables manufacturing complex parts with advanced design. This technology is particularly suitable for biomedical applications, such as the production of personalized implants. Titanium alloys, and particularly Ti6Al4V, are widely used in medical industries because of their excellent mechanical properties and biocompatibility. In order to develop a specific bone substitution, the present research focuses on mechanical properties, post-treatment, light design and biological properties of SLM Ti6Al4V. The most important advances of this work are listed below.The microstructure of SLM Ti6Al4V samples was found to be dominated by acicular martensitic phase. Hot Isostatic Pressing (HIP) treatment resulted in a significant reduction of internal defects, such as residual pores and internal cracks. Untreated samples showed a poor fatigue resistance and low ductility. Heat treated samples (HT) exhibited a reduced tensile strength. However, the tensile behavior and fatigue resistance were improved in comparison with untreated samples. HIP treatment also reduced the tensile strength but improved ductility and fatigue behavior by eliminating internal defects.In order to improve the fatigue resistance of SLM Ti6Al4V, an advanced Surface Mechanical Attrition (SMAT) treatment technology was applied in the frame of this work. The results indicate that SMAT can introduce a nanostructured layer on the surface of samples. This nanostructure may result in an increase in mechanical strength and provide residual compressive stresses in the surface layer. As a result, SMAT samples demonstrated a significant improvement in fatigue strength in comparison with untreated samples, in both low and high cycling fatigue regimes. In addition, micro-arc oxidation (MAO) was performed to enhance the biological activity by forming an oxidized film with calcium (Ca) and phosphorus (P) on the surface of SLM Ti6Al4V. The microstructure, morphology and chemical compositions of the MAO film prepared with different voltages were characterized. The results show that a coating with Ca and P was formed on the surface of SLM Ti6Al4V, and that it bonded well to the substrate after MAO treatment. It can be concluded that MAO treatment can improve the biological activity of SLM Ti6Al4V parts.Octahedral scaffold structures with a pore size of 500, 600 and 700 μm and porosity levels of 60% and 70% were designed, and corresponding porous structures were manufactured by SLM. The effects of pore diameter and porosity level on mechanical properties of SLM Ti6Al4V porous scaffolds, were systematically studied. In order to evaluate biological performances, in vitro / vivo tests were conducted to study proliferation, cell differentiation and bone growth on SLM Ti6Al4V porous scaffolds. The study indicates that porous scaffolds with a pore size of 500 μm and a porosity level of 60% is promising for the reproduction of bone defects
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Blandin, Pierre. "Développement instrumental pour la microscopie de fluorescence résolue en temps : applications biomédicales." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00376116.
Full textAbstract:
Pour certaines problématiques biomédicales, notamment en neurobiologie, l'imagerie des échantillons exige des résolutions spatiale et temporelle élevées, et seules des techniques de microscopie optique innovantes vont permettre d'imager la cellule dans des conditions physiologiques. Pour répondre à ces contraintes nous avons développé en intégralité un dispositif de microscopie de fluorescence en réflexion totale interne et résolue en temps. En effet, l'imagerie de fluorescence résolue en temps (FLIM) permet, en complément des informations de localisation et de topologie apportées par la microscopie conventionnelle, une analyse dynamique de processus moléculaires et métaboliques au sein des cellules. Associée à la technique de microscopie en réflexion totale interne, qui confère au système d'imagerie une résolution axiale sub-longueur d'onde tout en acquérant des images en champ large, la technique FLIM permet d'analyser l'activité membranaire des cellules en s'affranchissant de la fluorescence des autres entités de la cellule.<br />Ce travail s'est articulé autour de trois axes principaux : l'étude et le développement d'un dispositif d'excitation de la fluorescence basé sur un oscillateur laser solide picoseconde dont le spectre est élargi par effets non linéaires dans des fibres optiques microstructurées ; le développement et la caractérisation d'un dispositif de microscopie de fluorescence par onde évanescente (TIRF) couplé à une détection résolue en temps en plein champ ; et l'application de ce dispositif à l'étude d'un précurseur membranaire du peptide amyloïde impliqué dans la maladie d'Alzheimer.
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Toth, Kalman. "Fonctionnalisation d' (endo)fullerène : de la science des matériaux aux applications biomédicales." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00862768.
Full textAbstract:
Nous avons synthétisé différentes dyades donneurs-accepteurs (D-A) π-conjuguées à base de fullerène pour des applications photovoltaïques dans lesquelles les unités D étaient soit des oligophenylenevinylenes (OPV) soit des oligophenyleneethynylene (OPE) et les unités A étaient le C60 ou un endofullerène du type Y3N@C80. Il y avait une exigence supplémentaire pour nos matériaux, à savoir qu'ils devaient s'auto-organiser en phases liquides-cristallines. Pour ce faire, toutes les unités D contenaient un promoteur mésogène afin d'induire le mésomorphisme de la dyade D- et donc de contrôler la morphologie des couches minces nécessaires à l'élaboraiton des cellules photovoltaïques grâce à une organisation supramoléculaire. En dehors de cela, nous avons étudié l'influence de la nature chimique du donneur (par exemple lyophile ou amphiphile), de la longueur des oligomères et de la multiaddition sur les propriétés photophysiques et sur l'auto-assemblage. Nous avons synthétisé une dyade OPE-Y3N@C80 qui est le premier dérive mésomorphe et photosensible de ce type de métallofullerène endohédral.
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Ladj, Rachid. "Elaboration de nanoparticule composite à propriétés optiques non-linéaires pour applications biomédicales." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENA032.
Full textAbstract:
Des marqueurs biologiques exogènes à base de nanoparticules hybrides possédant des propriétés optiques non-linéaires ont été préparés en tant qu'agent de contraste pour l'imagerie de second harmonique et le diagnostic de cellules pathogènes. L'iodate de fer est l'un des matériaux proposés dans ce domaine en raison de ses bonnes propriétés de second harmonique et de sa faible toxicité. Des nanoparticules d'iodate de fer ont été synthétisées par microémulsion inverse et miniémulsion inverse. Un bon contrôle de taille et de morphologie des particules a été obtenu dans les deux cas. En vue d'applications biomédicales, l'encapsulation des particules a été réalisée in situ par polymérisation en miniémulsion inverse. Enfin, l'encapsulation de particules de niobate de potassium par un polymère biocompatible a été étudiée. L'intérêt de ces particules hybrides a été démontré par des études in vitro en imagerie de second harmonique<br>Exogenous biomarkers based on hybrid nanoparticles with nonlinear optical properties were prepared as a contrast agent for second harmonic imaging and diagnosis of pathogenic cells. Iron iodate is one of the selected materials for this specific field due to its good second harmonic properties and its low toxicity. Iron iodate nanoparticles were synthesized by inverse microemulsion and inverse miniemulsion. In both cases, a good control of size and morphology was achieved. For biomedical applications, nanoparticles encapsulation was carried out in situ by reverse miniemulsion polymerization. Finally, encapsulation of potassium niobate nanoparticles with a biocompatible polymer was conducted. Their interest was demonstrated in vitro by second harmonic imaging studies
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Dobbelaar, Martinus. "Conception et réalisation de systèmes d’exposition plasma nanoseconde pour des applications biomédicales." Thesis, Pau, 2017. http://www.theses.fr/2017PAUU3040/document.
Full textAbstract:
Les plasmas froids dans l’air à pression atmosphérique ont trouvé de nombreuses applications ces dernières années. Grâce à une chimie très réactive, les plasmas froids offrent une solution prometteuse pour le traitement bio-médical. Dans ce contexte, deux dispositifs d’exposition au plasma sont présentés :• le premier dispositif permet de générer des DBD (Décharges à Barrière Diélectrique) sur une échelle de temps nanoseconde (ns-DBD). L’échantillon biologique joue le rôle d’une électrode. La décharge se développe dans l’intervalle d’air entre la surface du diélectrique et l’échantillon biologique.• le.second dispositif d’exposition permet de générer des DBD de surface sur une échelle de temps nanoseconde (ns-SDBD). La décharge se forme le long de la surface du diélectrique, à proximité de l’électrode active. Pendant l’exposition au plasma, l’échantillon est placé face à l’applicateur. Contrairement à l’applicateur DBD, la décharge n’est pas directement en contact avec la solution biologique.Les deux systèmes d’exposition au plasma sont conçus de façon similaire, leurs dimensions autorisent l’exposition d’un échantillon biologique placé dans une boite de Petri classique. La cible biologique est un ensemble de cellules cancéreuses placées dans une solution de culture. Le travail présenté est essentiellement expérimental. Il se concentre sur la caractérisation électrique des décharges. Le plasma est créé avec des impulsions haute tension (de 4 kV à 11 kV), sur des temps très courts (de 10 ns à 14 ns de largeur) et avec des temps de montée brefs (2,5 ns, en fonction du générateur utilisé). Dans la configuration ns-DBD, l’énergie déposée par le plasma par impulsion est de l’ordre du mJ. En configuration ns-SDBD, l’énergie déposée est calculée, elle est de l’ordre de quelques dizaines de μJ. Une étude préliminaire sur le traitement d’échantillons biologiques est réalisée dans la configuration ns-SDBD. La viabilité de cellules de glioblastome est présentée en fonction de l’énergie déposée dans le plasma par impulsion. Selon les résultats de cette première étude, le plasma ns-SDBD a un effet sur la viabilité des cellules exposées dans les conditions décrites<br>Cold plasmas in atmospheric pressure air have been used in many different applications in the past few years. Because of its high chemical reactivity, cold plasma treatment appears to be a promising solution for biomedical applications. In this context the study and realization of nanosecond plasma exposure devices for biomedical applications are presented :• the first exposure device generates DBD (Dielectric Barrier Discharge) on a nanosecond time scale (ns-DBD). The biological sample acts as an electrode. The discharges develops in the air gap be- tween the dielectric layer and the biological sample.• The second exposure device generates surface DBD on a nanosecond time scale (ns- SDBD). The discharge develops along the dielectric layer surface close to an active electrode. During plasma exposure, the biological sample faces the discharge device. By contrast to the DBD configuration, the discharge is not in direct contact with the surface of the solution.Both exposure devices are designed in a same way,. the dimensions allow plasma treatment of biological sample contained in a standard Petri dish. The biological targets are cancer cells in a liquid culture medium. The work is mainly experimental. It focuses on the electrical characterization of discharges. The plasma is created using short (10-14 ns of FWHM) high-voltage (up to 4 or 11 kV) pulses of fast rise times (2-5 ns depending on the pulse generator). In the ns-DBD configuration the energy deposited into plasma per pulse is in the order of millijoule. In the ns-SDBD configuration, we calculated the energy deposited into plasma per pulse in a range of tens of μJ. A preliminary study on treatment of biological samples by ns-SDBD plasma is performed. The glioblastoma cells viability was presented as a function of the energy deposited into plasma per pulse. According to this preliminary result the ns-SDBD plasma has an influence on the viability of the cells in the given conditions
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Donnay, Martin. "Étude des mécanismes de déformation de membranes polymères poreuses pour applications biomédicales." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0228.
Full textAbstract:
Le «pancréas bioartificiel» (ou MAILPAN pour Macro-encapsulation d’ILots PANcréatiques) en développement par la start-up Defymed est un implant médical destiné aux patients atteints de diabète de type I. L’élément-clé de cet implant est une membrane poreuse qui a pour fonction d’assurer une certaine sélectivité moléculaire. De ce fait, une fissuration ou rupture de cette membrane entrainerait la perte de ses fonctionnalités. Il est par conséquent indispensable d’analyser et de comprendre le comportement mécanique de ce matériau afin de garantir son intégrité tout au long de la période d’implantation. Cette thèse s’inscrit dans le projet FUI MECABARP regroupant plusieurs PMEs et laboratoires lorrains et alsaciens.La membrane est un matériau unique obtenu par lamination de plusieurs matériaux polymères poreux. Elle se compose de films rendus poreux par le procédé de «track-etching» ainsi que de non-tissé consolidé par calandrage à picots. Cette thèse a pour objectif d’en étudier les mécanismes de déformation par l’utilisation de techniques de caractérisation et d’imagerie in situ à un essai de traction. Des campagnes expérimentales de micro-tomographie à rayons X et de diffusion de rayons X aux grands angles et petits angles ont été menées sur lignes haute énergie. Ces résultats sont complétés par des essais en laboratoire de microscopie électronique et spectroscopie Raman in situ à un essai de traction. La complémentarité des techniques choisies permet une approche multi-échelles (du millimètre à l’angström) dans le but d’obtenir l’étude la plus complète possible. Les faiblesses de la membrane d'un point de vue mécanique sont mises en avant et des solutions sont proposées. En parallèle, un essai mécanique en gonflement («bulge test») est développé dans l’optique de fournir un chemin de déformation équibiaxial plus proche des sollicitations réelles<br>The "bioartificial pancreas" (named MAILPAN for Macro-encapsulation d’ILots PANcréatiques) developed by the startup company Defymed is an implantable device for patients diagnosed with type I diabetes. The core element of the device is a porous membrane providing molecular selectivity. The emergence of cracking in this membrane would lead to the loss of its selective properties. As a consequence, it is crucial to study and understand the mechanical behavior of this material in order to ensure its integrity during the lifetime of the device. This thesis is a part of the FUI MECABARP project, gathering together SMEs and laboratories from the Lorraine and Alsace regions. The membrane is a unique material obtained by laminating several porous polymer materials. It is made of porous “track-etched” films as well as thermal-spot bonded nonwovens. The objective is to study its deformation mechanisms using time-resolved imaging and characterization techniques during a tensile test. X-ray micro-tomography and wide- and small-angle X-ray scattering experiments were performed on high energy beamlines. These results were supplemented with time-resolved scanning electron microscopy and Raman spectroscopy experiments during a tensile test. The synergy of the chosen techniques enables a multi-scale approach (from millimeter to angström) in order to obtain the most comprehensive analysis. Solutions are suggested to improve the mechanical properties of the membrane. Besides, a mechanical testing device by inflation (“bulge test”) has been designed to provide an equibiaxial mechanical path that is closer to the actual demands
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Moisescu, Georgeta Mihaela. "Effets des champs électromagnétiques sur la membrane cellulaire et applications biomédicales potentielles." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA114814.
Full textAbstract:
Le travail de la thèse concerne les impulsions de téléphonie mobile GSM (900MHz, 217Hz, 576µs) de DAS (débit d'absorption spécifique) jusqu'à 4. 6W/kg, agissant sur l'endocytose et la mitose cellulaires. Les résultats montrent que l'endocytose en phase fluide des cellules en culture est stimulée de 1. 4 fois environ sous GSM, pour des DAS moyens au-dessus de valeurs seuil entre 1. 3 et 2. 6W/kg, sans augmentation de température du milieu, dans deux systèmes d'exposition: une cellule fil-plaque et une cellule TEM, à 30°C. L'endocytose dépendante de la clathrine est la voie d'incorporation endocytaire stimulée par les GSM. La composante électrique des GSM est à l'origine de cette stimulation. La durée totale de la mitose cellulaire et les durées des différentes phases mitotiques, aussi bien que la cinétique de succession de ces étapes ne sont pas modifiées par l'exposition pendant 1h aux GSM à DAS local de 2. 2W/kg<br>This thesis reports the effects of electromagnetic GSM mobile phones pulses (900MHz, 217Hs, 576µs) with SAR (specific absorption rate) up to 4. 6 W/kg on cellular endocytosis and mitosis. The results here presented report that the fluid phase endocytosis of different cells in culture is stimulated 1. 4 fold under GSM exposure to average SARs above treshold values from 1. 3 to 2. 6W/kg without any bulk temperature increase. The effect was revealed using two exposure setups: a wire patch cell and a TEM cell, at 30°C. The clathrin-mediated endocytosis is the endocytotic pathway perturbed by the GSM exposure. A similar stimulation was observed under exposure to electrical pulses comparable to GSM electrical component suggesting that this electrical component is at the origin of endocytosis perturbation. The GSM exposure of 2. 2W/kg local SAR applied for 1h did not affect the mitosis progression, the total mitosis duration or each mitotic phase duration in our experimental conditions
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Fawaz, Farah. "Simulation multidimensionnelle d'un jet de plasma froid d'hélium pour des applications biomédicales." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30204.
Full textAbstract:
Les jets de plasma froid peuvent être générés dans des mélanges hélium-air en faisant circuler de l'hélium dans un tube qui s'ouvre à l'air ambiant et en alimentant sous haute tension pulsée des électrodes annulaires collées autour du tube. Les études expérimentales ont montré que ces jets de plasma sont en fait composés d'une succession d'ondes d'ionisation guidées par le canal d'hélium. Ces ondes d'ionisation génèrent des espèces actives chargées ou non qui peuvent être appliquées sur des cellules animales ou végétales ou servir à activer un milieu liquide. Les applications sont multiples et concernent par exemple la cicatrisation, le traitement du cancer, la décontamination, l'activation cellulaire ou l'aide à la germination et à la croissance des plantes. L'objectif de cette thèse est de construire, à l'aide du logiciel commercial COMSOL, un modèle 2D de l'écoulement du mélange gazeux couplé à la dynamique des ondes d'ionisation pour mieux comprendre la formation de la décharge et les caractéristiques physico-chimiques du jet qui en découle. La simulation de ces dispositifs est cependant très complexe à cause (i) de la dépendance de la cinétique chimique et des phénomènes de transport des espèces chargées en fonction de la composition du mélange hélium-air, (ii) de l'influence mutuelle de l'écoulement sur les décharges et des décharges sur l'écoulement et (iii) de la dynamique des ondes d'ionisation qui nécessite des pas de temps d'évolution de l'ordre de la picoseconde et un maillage spatial de quelques micromètres. Sur la base d'un modèle 0D de cinétique chimique dans les mélanges hélium-air incluant plus de 1000 réactions et un peu moins de 100 espèces, un travail d'analyse et de réduction chimique a été réalisé pour extraire un jeu optimum représentatif de la cinétique chimique. Ce modèle prend en compte à la fois les variations de concentration initiale des espèces dans les mélanges et les modifications des fonctions de distribution en énergie des électrons qui en découle. Dans un second temps, un modèle 2D a été élaboré pour simuler sous COMSOL la formation et la propagation des ondes d'ionisation dans les jets hélium-air. Les ondes d'ionisation étant très dynamiques et ne durant que quelques centaines de nanosecondes, nous avons considéré que l'écoulement resté statique sur cette échelle de temps. L'évolution des espèces chargées est suivie à l'aide du modèle fluide d'ordre 1 et les données de base nécessaires sont calculées en fonction du champ électrique réduit E/N et de la concentration hélium-air en résolvant l'équation de Boltzmann. Les simulations ont permis de suivre la formation et la propagation d'une décharge dans des dispositifs à jet de plasma composé d'un tube diélectrique et de deux électrodes annulaires. Les résultats montrent clairement la formation d'une onde d'ionisation initiale concentrée autour de l'axe du tube, qui se scinde ensuite pour former une décharge annulaire qui se propage le long du tube diélectrique jusqu'à sa sortie. Une étude paramétrique a été réalisée sur la propagation des ondes en sortie du tube en fonction de la vitesse d'écoulement du gaz dans le tube<br>The cold plasma jets can be generated in helium-air mixtures by circulating helium in a tube that opens to the ambient air and by feeding pulsed high voltage on annular electrodes glued around the tube. Experimental studies have shown that these plasma jets are in fact composed of a succession of ionization waves guided by the helium channel. These ionization waves generate charged or unloaded active species that can be applied to animal or plant cells or serve to activate a liquid medium. The applications are multiple and concern, for example, scarring, cancer treatment, decontamination, cellular activation or help with germination and plant growth. The aim of this thesis is to build, using the COMSOL commercial software, a 2D model of the gas mixture flow coupled to ionization wave dynamics to better understand the formation of the discharge and the physicochemical characteristics of the jet that flows from it. The simulation of these devices is however very complex because of (i) the dependence of the chemical kinetics and the transport phenomena of the charged species as a function of the composition of the helium-air mixture, (ii) the mutual influence of the flow on the discharges and discharges on the flow and (iii) the dynamics of the ionization waves which requires steps of evolution time of the order of the picosecond and a spatial mesh of a few micrometres. On the basis of a 0D model of chemical kinetics in helium-air mixtures including more than 1000 reactions and a little less than 100 species, a chemical analysis and reduction work was done to extract an optimum game representative of the chemical kinetics. This model takes into account both the initial concentration variations of the species in the mixtures and the modifications of the energy distribution functions of the electrons. In a second step, a 2D model was developed to simulate the formation and propagation of ionization waves in helium-air jets using COMSOL. The ionization waves being very dynamic and lasting only a few hundred nanoseconds, we considered that the flow remained static on this time scale. The evolution of the charged species is followed using the fluid model order 1 and the necessary basic data are calculated as a function of the reduced electric field E/N and the helium-air concentration by solving the Boltzmann equation. The simulations followed the formation and the propagation of a discharge in plasma jet devices consisting of a dielectric tube and two annular electrodes. The results clearly show the formation of an initial ionization wave concentrated around the axis of the tube, which then splits to form an annular discharge that propagates along the dielectric tube to its exit. A parametric study was carried out on the wave propagation at the outlet of the tube as a function of the flow velocity of the gas in the tube
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Bertino-Ghera, Bernard. "Synthèse et auto-organisation de cyclodextrines aphiphiles fluorées, vers des applications biomédicales." Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10321.
Full textAbstract:
Ce travail consiste en la synthèse de nouvelles cyclodextrines modifiées par des chaînes hydrophobes fluoroalkylées. L’introduction d’atomes de fluor devrait permettre à ces nouvelles molécules amphiphiles de s’auto-organiser en milieu aqueux et d’augmenter leur résistance en tant que transporteurs de principes actifs pour améliorer leur libération contrôlée et leur biodisponibilité. Dans une première partie, ce travail décrit la synthèse de nouvelles α- et β-cyclodextrines fonctionnalisées sur la face primaire par des chaînes perfluoroalkylpropanethiolates de longueurs variables (C4F9, C6F13 et C8F17). Le nombre de chaîne introduite a été parfaitement contrôlé (2, 4, 6 ou 7). La substitution de la face secondaire par des éthers méthyliques a permis d’améliorer la solubilité de ces composés en solvant organique, tout en conservant un caractère amphiphile. Les analogues hydrocarbonés ont aussi été synthétisés afin d’étudier l’apport des chaînes fluorées sur les auto-assemblages formés. Une méthodologie de synthèse a enfin été développée pour introduire une jonction amine sur la face primaire des cyclodextrines par réaction de métathèse. Dans une deuxième partie, les propriétés d’auto-organisation de ces nouvelles cyclodextrines ont été étudiées. Tous les composés synthétisés ont la capacité de s’auto-organiser sous forme de nanosphères de petites tailles (100 à 200nm), et certains peuvent former des films monomoléculaires stables à l’interface air/eau. Ces molécules sont aussi capables de complexer un agent antiviral (acyclovir) à l’échelle moléculaire, et de l’encapsuler dans les nanoparticules. La libération contrôlée de la molécule bio-active s’effectue en trois heures et montre l’intérêt de ces nouvelles cyclodextrines fluoroalkylées en tant que transporteur de molécules bio-actives<br>This work concerns the synthesis of new cyclodextrins substituted by perfluoroalkyl chains. The introduction of such chains should lead these new amphiphilic molecules capable of self-assembly in aqueous media, to an increase of their stability as carriers for medicinally active substances, and to an improvement of drug availability of encapsulated bio-actives molecules. The first part of this work treats the synthesis these new modified macrocycles. Cyclodextrins are functionnalized at the primary face by perfluoroalkylpropanethio- chains of different length (C4F9, C6F13 and C8F17). The number of these chains can be controlled (2, 4, 6 or 7). O-2, O-3 methylated analogues were prepared in order to improve the solubility of these derivatives in organic solvents. Alkylated cyclodextrin analogues were synthesized as reference compounds in order to determine the effect of the fluoroalkylated chains. In a second part, the self-organisation properties of these new amphiphilic cyclodextrins were studied. All these compounds self-assemble in the form of spherical nanospheres in water. The encapsulation efficiency of an anti-viral agent and drug release rates are discussed
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Bouchoucha, Meryem. "Développement de nanoparticules de silice mésoporeuse multifonctionnelles : synthèse, caractérisation et applications biomédicales." Doctoral thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/28243.
Full textAbstract:
Les nanoparticules de silice mésoporeuses (MSNs) sont des matériaux prometteurs pour les applications biomédicales en raison de leurs propriétés uniques : leur taille modulable, leur grande surface, leur grand volume poreux, leur morphologie ajustable, et leur surface aisément modifiable. L’objectif principal de cette thèse était de contrôler ces paramètres afin de développer des MSNs multifonctionnelles pour la livraison des médicaments et l’imagerie biomédicale. Tout d’abord, une stratégie de fonctionnalisation sélective de la surface externe des MSNs a été développée pour éviter la perte de porosité due aux procédures conventionnelles de greffage. Un polymère biocompatible (le polyéthylène glycol) et une molécule sonde d’imagerie par résonance magnétique (IRM) ont été utilisés. Cette fonctionnalisation a mené à la conception de nanoparticules à fort potentiel pour la mise au point d’applications thérapeutiques et de diagnostic. Les nanoparticules obtenues se caractérisent par un fort potentiel de contraste en IRM, par une capacité élevée de chargement des médicaments, et par une aptitude à assurer une libération contrôlée des médicaments dans des conditions physiologiques. Ensuite, le contrôle de la taille des MSNs et de leur chimie de surface ont permis un meilleur contrôle de la capacité de piégeage et de relargage des médicaments (exemples : des agents anticancéreux). Ils ont permis également une amélioration de leur internalisation, de leur rétention cellulaire, de leur ciblage, de leur diffusion dans les matrices cancéreuses et de leur action anti-tumorale. Les meilleures performances ont été obtenues avec les nanoparticules de petites tailles (< 50 nm) et fonctionnalisées avec des groupements phosphonates. Par la suite, afin de développer le potentiel de ciblage de ces produits, les particules ont été fonctionnalisées avec l’anticorps "Ri7" ciblant les cellules endothéliales de la barrière hématoencéphalique. Lors de tests in vitro et in vivo, les nanoparticules Ri7-MSN de 50 nm se sont accumulées spécifiquement et massivement dans ces cellules. Ces résultats ouvrent les portes sur l’utilisation potentielle de telles nanoparticules pour la livraison de médicaments aux cellules endothéliales de la barrière hématoencéphalique, qui sont impliquées dans plusieurs maladies du système nerveux central. Finalement, la fonctionnalisation de la surface des MSNs par des composés fluorés et des chélates de gadolinium a permis de développer des nanoparticules comme sondes potentielles pour l’IRM binucléaire (IRM du proton et du fluor). Ces particules se caractérisent par leurs excellentes propriétés relaxométriques et par leur potentiel à être détectées et à générer un contraste positif dans les images d’IRM. En résumé, l’ensemble de ces travaux a permis de concevoir de nouvelles voies prometteuses pour le développement de nanovecteurs de silice mésoporeuse pour des applications éventuelles en thérapie et en diagnostic.<br>Mesoporous silica nanoparticles (MSNs) have emerged as promising nanomaterials for biomedical applications owing to their unique properties: tunable size, high surface area, large pore volume, adjustable morphology and easily modifiable surface. The main objective of this thesis is to control these parameters to develop multifunctional MSNs for drug delivery and biomedical imaging. First, a selective surface functionalization strategy of MSNs was developed. Magnetic resonance imaging (MRI) probe molecule and polyethylene glycol was grafted preferentially at the outer surface. This approach is a straightforward and efficient strategy that leads to the design of potential theranostic nanoparticles without porosity loss and with high drug loading capacity. These nanoparticles not only have a remarkable MRI positive contrast enhancement but also allow a controlled drug release in physiological conditions. Then, the particle size control and surface chemistry functionalization of MSNs led to better control over loading and release of positively charged drug (doxorubicin (Dox) was used as an anticancer drug model), intracellular drug release efficiency, intratumoral diffusion, as well as tumor growth inhibition and therapeutic efficiency. Better performances were obtained with small phosphonated nanoparticles (< 50 nm). Afterwards, we demonstrated, both in vitro and in vivo, the impact of size and bioconjugation of MSNs with the antibody "Ri7" on the specific targeting of blood brain barrier endothelial cells (BMEC). 50 nm Ri7-MSN nanoparticles were shown to accumulate specifically and massively in BMEC. These results open the door to the potential application of such nanoparticles for therapeutic drug delivery to the endothelial cells of the blood-brain barrier, which are involved in several central nervous system diseases. Finally, labeling MSNs with fluorine compounds and gadolinium chelate molecules led to the development of nanoparticles as potential binuclear MRI probes (1H and 19F). These nanoparticles have shown their excellent relaxometric properties and their ability to be detected and generate a positive contrast in 1H and 19F MRI image. All this work represents a significant advance in the design of high colloidal stability silica-based nanovectors, which could provide novel theranostic nanocompounds.
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Sarron, Vanessa. "Etude et optimisation d'une décharge "Plasma Gun" à pression atmosphérique, pour des applications biomédicales." Thesis, Orléans, 2013. http://www.theses.fr/2013ORLE2083/document.
Full textAbstract:
L’utilisation de plasmas, qu’ils soient thermiques ou basse pression, dans le domaine biomédical remonte aux années 1970. Au cours de ces dernières années, les développements concernant des jets de plasma froid à pression atmosphérique, ont permis un élargissement des domaines d’applications biomédicales des plasmas. Au sein du GREMI, un type de jet de plasma a été développé : le Plasma Gun. Le plasma généré par le Plasma Gun se propage sur de longues distances à l’intérieur de capillaires. L’optimisation des traitements visés nécessite une étude approfondie des décharges créées par le Plasma Gun. La caractérisation du Plasma Gun a mis en évidence la génération de Pulsed Atmospheric pressure Plasma Streams ou PAPS, ces derniers se propageant du réacteur jusque dans l’air ambiant où ils génèrent une plume plasma. Ces PAPS présentent deux modes de propagation, au cours desquels une connexion entre le front d’ionisation et le réacteur est présente en permanence. Ces deux modes nommés respectivement Wall-hugging et Homogène, diffèrent principalement par la morphologie et la vitesse de propagation des PAPS qui leur sont associés. Chacun de ces modes présentent donc des caractéristiques qui leur sont propres mais certaines propriétés de propagation leur sont communes, telles que la possibilité de division ou de réunion de PAPS, ainsi que du transfert de PAPS à travers une barrière diélectrique ou via un capillaire métallique creux. L’étude de la plume plasma, propagation des PAPS dans l’air ambiant, a souligné l’importance de la longueur des capillaires sur la longueur du jet plasma. De plus, la génération du plasma a une très forte influence sur l’écoulement du gaz et la structuration du jet lors de son expansion dans l’air<br>The use of plasmas, thermic or low pressure, in biomedical goes back up to 1970s. During these last years, atmospheric pressure cold plasma jets have been developed, allowed an increase of biomedical applications of plasmas. In GREMI, a plasma jet was developed : the Plasma Gun (PG). The plasma generated by the PG propagates on long distances inside capillaries. The optimization of the aimed treatments requires a detailed study of the discharges created by the PG. The characterization of the PG highlights the generation of Pulsed Atmospheric pressure Plasma Streams or PAPS, these last ones propagating from the reactor to the capillary outlet (ambient air) where they generate a plasma plume. These PAPS present two propagation modes, during which a connection between the ionization front and the reactor is present permanently. These two modes named respectively Wall-hugging and Homogeneous, differ mainly by the morphology and their propagation velocity. These modes have common characteristics, such as the possibility of division or meeting of PAPS, as well as the transfer of PAPS through a dielectric barrier or via a hollow metal capillary. The study of the plasma plume underlined the importance of the length of capillaries on the length of the plasma jet. Furthermore, the generation of the plasma has a very strong influence on the gas flow and the jet structuration during air expansion
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Hafaid, Imen. "Études physico-chimique de capteurs à base de nanomatériaux pour des applications biomédicales." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0052/these.pdf.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur le développement de deux immunocapteurs impédimètrique à base des nanomatériaux tels que les polymères conducteurs modifiés et les nanoparticules d’or fonctionnalisées. La première étape de développement de l’immunocapteur impédimètrique à base d’un polymère conducteur modifié a donc consisté à étudier les conditions électriques de fonctionnement optimales pour l’immunodétection. Des essais de détection d’antigène ont ensuite été réalisés dans le plasma humain et dans le sang afin de mettre au point cet immunocapteur pour le diagnostique de la thrombose veineuse profonde (DVT). La mise en application de ce dernier a été étudié en affectuant la détection de D-Dimer, dans des échantillons sanguins de patients atteints de la maladie DVT, sur des microélectrodes afin d’aboutir à la miniaturisation du dispositif biocapteur. L’étude d’une comparaison entre un biosystème utilisant un réactif de pontage protéique et un biosystème utilisant des nanoparticules d’or fonctionnalisées pour la détection de la biotine a permis le développement d’un immunocapteur impédimètrique à base de nanoparticules d’or fonctionnalisées. Différentes techniques de caractérisation ont été utilisées pour le développement de ces immunocapteurs. En effet, le contrôle in-situ a été effectué par la résonance plasmonique de surface (SPR). L’optimisation et la caractérisation électrique ainsi que l’immunodétection sans marquage ont été réalisés par la spectroscopie d’impédance électrochimique (EIS). D’autres techniques de caractérisation des couches moléculaires intermédiaires telles que la microscopie à force atomique (AFM) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourrier (FTIR). Les résultats que nous avons obtenus pour les deux immunocapteurs ont montré que l’utilisation de ces nanomatériaux a permis l’amélioration de la sensibilité de détection de l’antigène spécifique avec une bonne stabilité, reproductibilité et un abaissement de la limite de détection<br>In this study, we have tried to tried to develop two impedimetric immunosensors based on nanomaterials such as the modified conducting polymers and the functionalised gold nanoparticules. The first step of development of the immunosensor based on a modified conducting polymer thus consisted in to optimise the electrical conditions of the immunodetection. Tests of antigen detection were carried out in human plasma and blood in order to develop this immunosensor for the diagnosis of deep venous thrombosis (DVT). The implementation of this last was studied by carrying out the D-Dimer detection, in blood samples of the patients reached disease DVT, using microelectrodes in order to lead to the miniaturization of the biosensor device. The study by comparison between a biosystem with a reagent of proteinic bridging and a biosystem with functionalised gold nanoparticules for biotin detection allowed the development of an immunosensor based on functionalised gold nanoparticules. Various characterizations techniques were used for deveopment of the immunosensors. The in-situ Control eitheir by the surface plasmon resonance (SPR). Optimisation and electrical characterization as well as the label-free detection without marking were carried out by the electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Atomic force microscopy (AFM) and the Fourier transformed infra-red spectroscopy (FTIR) were used for the intermediate molecular layers characterization such. The results obtaines for the both immunosensors showed that the use of these nonmaterials caused an improvement of the sensitivity detection of the specific antigen with a good stability, reproducibility and a lowering of detection limit
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Tîlmaciu, Carmen-Mihaela. "Synthèse et remplissage de nanotubes de carbone double-parois pour des applications biomédicales." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1169/.
Full textAbstract:
Une première étape a consisté à synthétiser des nanotubes de carbone double-parois (DWNT) par dépôt chimique en phase vapeur (CCVD) à partir d'un catalyseur à base de MgO, qui a été réduit à 1000 °C, sous une atmosphère gazeuse H2/CH4 (18% en CH4). La sélectivité en DWNT observée après extraction par HCl est de ca. 80%. Avant et après une purification sous air, ces tubes de diamètres internes < ou = 2 nm, ont été remplis par action capillaire avec des précurseurs de fer et cobalt (FeI2, FeCl2, FeCp2 ou CoI2) en milieu sels fondus, suivi d'une réduction sous H2, afin de préparer des fils magnétiques à l'intérieur des DWNT, pour une application en hyperthermie. Les caractérisations Mössbauer après la réduction sous H2 des halogénures de fer@DWNT ont mis en évidence la présence des particules superparamagnétiques d'oxyde de Fe(III) (SPION), qui présentent un très grand intérêt, car elles sont sensibles aux champs magnétiques, sans retenir la magnétisation après l'enlèvement du champ. En parallèle, après la réduction du CoI2@DWNT, les expériences d'AGM et SQUID ont montré la présence des fils ferromagnétiques de cobalt, confinés à l'intérieur des DWNT (collaboration avec IFW-Dresde, Allemagne). En utilisant la même méthode de remplissage en sels fondus, des gadonanotubes (Gd3+@DWNT) ont été synthétisés pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Des mesures préliminaires des temps de relaxation et le contrôle d'éventuelles fuites de métal hors des DWNT effectués sur plusieurs échantillons avec différentes concentrations en gadolinium. Les résultats se révèlent être encourageants: les échantillons de Gd3+@DWNT présentent une bonne stabilité dans le temps (plus de six mois) et des relaxivités élevées (approximativement cinq fois plus grandes que celles des principaux agents de contraste utilisés actuellement en clinique) - collaboration avec l'Hôpital Purpan-Toulouse, France. Le remplissage en solution avec le sel di-phosphaté de chloroquine, un médicament anti-malarien, a aussi été accompli avec succès. Le test avec la luciférase, le test MTT de toxicité, ainsi que la MET-HR, EDX et l'analyse élémentaire ont mis en évidence le remplissage des DWNT et ont permis de quantifier le pourcentage de médicament dans l'échantillon (collaboration avec l'Université de Surrey, Angleterre)<br>Narrow double-walled CNT (DWNT) were prepared by catalytic chemical vapour deposition (CCVD), using a MgO-based catalyst, which was reduced at 1000 °C in a mixture of H2/CH4, containing 18 mol % of CH4. The selectivity towards DWNT is ca. 80%. Before and after purification in air, these tubes with inner diameters < ou = 2 nm were filled by capillary action with iron and cobalt precursors (FeI2, FeCl2, FeCp2 or CoI2) in melted phases, followed by reduction in H2, in order to prepare magnetic nanowires inside the DWNT for hyperthermia application. The Mössbauer characterizations after reduction of the iron halides@DWNT in H2, have evidenced the presence of superparamagnetic nanoparticles of Fe(III) oxides (SPION), which present very high interest, as they are sensitive to magnetic fields, without retaining magnetisation after removal of the latter. In parallel, after reduction of the CoI2@DWNT, AGM and SQUID measurements revealed the presence of ferromagnetic nanowires of cobalt confined in DWNT (collaboration with IFW-Dresden, Germany). Using the same method of filling in melted phase, gadonanotubes (Gd3+@DWNT) were synthesized for magnetic resonance imaging (MRI). Preliminary measurements of relaxation times and the control of possible leaks of metal outside DWNT were achieved on several samples with different concentrations of gadolinium. The results are encouraging: Gd3+@DWNT samples present a good stability in time (over twenty three days) and high relaxivities (about five times greater than the current main clinical agents) - collaboration with the Hospital of Purpan-Toulouse, France. Filling in solution with chloroquine diphosphate salt, an antimalarian drug was also successfully achieved. Luciferase assay, MTT toxicity test, as well as HRTEM, EDX and elemental analysis were performed, in order to prove the filling and to quantify the percent of the drug in the sample (collaboration with the University of Surrey, England)
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Lefaix, Hélène. "Elaboration et caractérisation structurale d'alliages Ti45Zr38Ni17 hypertrempés : étude physico-chimique pour applications biomédicales." Paris 6, 2008. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003962.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur une nouvelle famille d’alliages base titane, Ti45Zr38Ni17, qui a la particularité de former des structures amorphes et quasicristallines (QC). Reconnus pour leur résistance à l’usure et leur dureté, ces matériaux pourraient améliorer les propriétés tribologiques des implants métalliques. La première étape consiste en l’élaboration des phases amorphes et quasicristallines par hypertrempe sur roue. La caractérisation microstructurale des alliages a mis en évidence la possibilité de contrôler la nature des phases présentes en fonction des conditions de trempe, depuis une structure amorphe avec précipités nanométriques cubiques centrés β à une structure mixte β/QC. D’après les analyses thermiques, la dévitrification de la matrice est associée à la précipitation de QCs et les précipités β évoluent de la même façon qu’un matériau β-métastable massif, avec formation de sous-domaines ω isotherme. Les QCs obtenus par traitement thermique développent des relations d’orientation avec les particules β/ωiso. Quelle que soit la structure sous-jacente, la couche d’oxyde est essentiellement constituée de TiO2 et ZrO2, Ni étant dans la sous-couche métallique. Le développement des ostéoblastes suit un processus classique d’adhésion, prolifération et différenciation, mettant ainsi en évidence la biocompatibilité de Ti45Zr38Ni17 à moyen terme.
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Blaise, Benjamin. "Développements méthodologiques et applications biomédicales en métabonomique basée sur RMN de l'organisme entier." Lyon, Ecole normale supérieure, 2010. http://www.theses.fr/2010ENSL0568.
Full textAbstract:
La métabonomique cherche à comprendre la compléxité du métabolisme par l'analyse statistique de données biologiques. La RNM, et en particulier la HRMAS, permet l'acquisition de l'information biologique. Les analyses statistiques autorisent la condensation de l'information pour la génération d'hypothèses concernant les conséquences métaboliques de perturbations physio-pathologiques, par RMN de l'organisme entier sur Caenorhabditis elegans, nous avons identifié chez les mutants du stress oxydatif, considérés comme silencieux, des variations de concentration de métabolites. Ce travail de génomique fonctionnelleouvre la voie à la cartographie complète du génome de C. Elegans. L'étude des différents facteurs exogènes a permis de valider la HRMAS comme une technique robuste pour la métabonomique de C. Elegans. L'extraction de biomarqueurs n'est pas directe à partir de la signature métabolique. Nous avons développé une procédure de recouplage des variables pour identifier des variables RMN biologiques avant la mesure de la vitesse de fausse découverte par la correction de Benjamini-Yekutieli. Cette procédure permet d'identifier le réseau perturbé (R-STOCSY). Nous avons appliqué ces approches sur un système cellulaire décrivant les néoplasies endocriniennes multiples de type 1. Cela permet la caractérisation fonctionnelle des mutants du gène MEN1 en mesurant leur expressivité métabolique sur un axe métabolique différenciant la surexpression d'une protéine sauvage de la surexpression de mutations pathogènes. Un test fonctionnel permettrait de distinguer les mutants pathogènes des simples polymorphismes à partir du sang des patients<br>Metabonomics aims at the understanding of the reponse of a living organism to pathophysiological stimuli; NMR, in particular HRMAS, is a very suitable method for the acquisition of metabolic information on a system; Statistical analyses allow the condensation of the high-density information for the generation of hypothesis concerning the metabolic consequences of pathophysiological perturbations. Whole organism NMR on the model animal Caenorhabditis elegans allows the identification of metabolic phenotype associated with mutations considered as silents. This works opens up perspectives for the functional genomics of C. Elegans and the complete mapping of C. Elegans genome by metabonomics. Various confounding factors, which can mislead the biological interpretaion, can be managed to certify HRMAS as a robust approach for C. Elegans functional genomics. The recovery of biomarkers from the metabolic signature is not easy. We have developed of a variables recoupling scheme to identify biological NMR variables before significance testing by the Benjamini-Yekutieli correction. This approach allows the extraction of the perturbed metabolic network (R-STOCSY). These methods were applied to cell lines, which model the role of the protein menin in the type 1 multiple endocrine neoplasia. This approach allows the functional characterisation of MEN 1 mutations, by assessing their metabolic expressivity on a metabolic axis discriminating the over-expression of wild type or pathogenic mutations of menin. Such a functional test would allow the discrimination between pathogenic mutants and polymorphisms from blood samples
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Gontard, Gwenaëlle. "Synthèse de nanoconjugués PEG-PLA pour des applications biomédicales : libération contrôlée et Imagerie." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30279.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre Sanofi à Vitry-sur-Seine et le Laboratoire Hétérochimie Fondamentale et Appliquée (LHFA) à Toulouse, et a pour but de développer de nouveaux nanovecteurs à base de conjugués polymériques biodégradables et biocompatibles capables d’encapsuler, de transporter et de libérer des agents thérapeutiques. Les travaux précédemment réalisés au laboratoire, ont montré que la libération de principes actifs hydrophobes, tels que le Cabazitaxel de la famille des taxanes, pouvait être contrôlée grâce à l’architecture de conjugués de nature PEG-PLA. Dans le premier chapitre, une étude a été menée afin d’améliorer la cinétique de libération du principe actif, en tirant profit de la différence de pH qui réside entre les tissus sains et les tissus cancéreux. Différents liens (reliant le principe actif au copolymère) ayant un comportement pH dépendant ont été étudiés, comme l’hydrazone, l’acétal et le β-thiopropionate. La liaison ester boronique, dynamique en fonction du pH, a aussi été étudiée dans le but de déstructurer la NP et permettre indirectement d’améliorer la libération du principe actif. La synthèse et l’évaluation des divers conjugués ont montré que la structure polymérique amphiphile des conjugués inhibait considérablement le comportement pH dépendant attendu. Dans le second chapitre, plusieurs technologies comme le ciblage, permettant de diriger la NP dans l’organisme, ou l’imagerie permettant de les visualiser, ont été étudiées. L’influence de la structure des conjugués de forme Y et L sur les propriétés de reconnaissance et d’imagerie a été analysée. La structure Y offre quelques avantages quant à la quantité de ligand requise pour obtenir un ciblage actif optimal ainsi qu’une meilleure visualisation, en comparaison des résultats obtenus avec les conjugués L. La méthode de co-nanoformulation a permis de faire varier la quantité de ligand ou de sonde d’imagerie au sein des NPs. Dans le troisième chapitre, la synthèse et l’efficacité de sels de (bi)pyridinium comme catalyseurs pour la ROP de l’ε-caprolactone sont présentées. Un phénomène de coopérativité avec des bipyridiniums, dications donneurs de deux liaisons hydrogènes (IHBD) a été mis en évidence pour l’activation de l’ε-caprolactone, avec des activités en ROP plus importante en comparaison des systèmes impliquant la participation d’une seule liaison H. Les meilleurs systèmes ont pu être évalués plus en détail et ont permis d’accéder à des polymères de masses définies allant jusqu’à 13 000 g/mol<br>This PhD thesis is based on a joint between Sanofi in Vitry-sur-Seine and LHFA. This work consists in the development of new nanovectors based on biodegradable and biocompatible polymerics conjugate that enable to encapsulate, transport and deliver therapeutic agents. Previous works in the laboratory have shown that the release of hydrophobic drugs, such as Cabazitaxel, a taxane derivative, could be controlled by the architecture of the conjugated PEG-PLA. In the first chapter, a study was realized to improve the release kinetics of the drug, taking advantage of the difference of pH between healthy and cancerous tissue. Different linkers (linking the drug to the copolymer) having a pH dependent behavior have been studied, such as hydrazone, acetal and β-thiopropionate. The boronic ester bonding, dynamic function of pH, was also studied in order to destroy the NP and indirectly improve the release of drug. The synthesis and the evaluation of various conjugates have shown that the amphiphilic polymeric structure of the conjugates significantly inhibited the expected pH-dependent behavior. In the second chapter, several technologies such as targeting or imaging were studied. The influence of the Y and L-shape on the recognition and imaging properties was analyzed. The Y-shape offers advantages like the amount of ligand required for optimal active targeting and better visualization, in comparison with the results obtained with the L conjugates. The method of co-nanoformulation allowed to adjust the ligand amount or imaging probe within the NPs. In the third chapter, the synthesis and efficiency of (bi)pyridinium salts as catalysts for the ROP of ε-caprolactone are presented. A collaborative behavior with dication bipyridiniums is bearing two hydrogen bonds (IHBD) was demonstrated for the activation of the ε-caprolactone, with greater ROP activities compared to systems involving the participation of only one H bond. The best systems were evaluated in more details and allowed access to polymers with a molecular weight of up to 13 000 g / mol
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De, Crozals Gabriel. "Multi-fonctionnalisation par synthèse supportée de nanoparticules de silice pour des applications biomédicales." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10264.
Full textAbstract:
Les nanomatériaux combinant des fonctions de ciblage, d'imagerie, de thérapie et de détection font l'objet de nombreuses recherches dans le domaine de la santé. Les travaux présentés dans cette thèse concernent la multi‐fonctionnalisation de nanoparticules (NPs) par un procédé de synthèse supportée. Le support solide développé dans cette étude est constitué d'un matériau poreux en verre sur lequel sont greffées de manière temporaire des nanoparticules de silice. La fonctionnalisation de la surface des nanoparticules a été réalisée de façon automatisée par une chimie de synthèse dite aux phosphoramidites. Dans un premier temps, cette technique a permis d'obtenir des densités de greffage de l'ordre de 5000 à 7000 oligonucléotides par nanoparticule, ce qui représente une fonctionnalisation 10 à 20 fois supérieure à celles obtenues par des méthodes de greffage en solution. Les brins d'ADN synthétisés sur les NPs ont montré une bonne accessibilité pour l'hybridation avec un brin d'ADN complémentaire, ouvrant la voie à des applications thérapeutiques ou à l'intégration de ces objets dans des systèmes de détection. La deuxième partie de ces travaux est consacrée à la vectorisation d'une protéine thérapeutique, le G‐CSF (facteur de croissance de colonies de granulocytes), par des nanoparticules présentant également des propriétés d'imagerie. Ces nanovecteurs thérapeutiques ont montré des propriétés de stimulation cellulaire in vitro et de ciblage de la rate, organe réservoir de neutrophiles, in vivo. Enfin il a été démontré que la modification de NPs sur support ouvre des perspectives intéressantes pour la préparation d'assemblages complexes de nanoparticules (dimères et NPs dissymétriques)<br>Nanomaterials combining targeting, imaging, therapy and sensing properties are of growing interest for biomedical applications. The work reported in this thesis concerns nanoparticle (NP) multifunctionalization by solid phase synthesis. The solid support developed in this study is composed of a porous glass material on which silica NPs are temporarily grafted. Nanoparticle surface functionalization was performed by automated synthesis using phosphoramidite chemistry. Firstly, high surface loadings from 5000 to 7000 oligonucleotides per NP were achieved, representing a functionalization 10 to 20‐fold greater than those obtained by coupling methods in solution. DNA strands synthesized on NPs showed a good accessibility for hybridization with a complementary DNA strand, paving the way for therapeutic applications or integration of these objects in detection systems. The second part of this work was devoted to the vectorization of a therapeutic protein, GCSF (Granulocyte‐Colony Stimulating Factor) by nanoparticles that also exhibited imaging properties. These therapeutic nanocarriers showed cell stimulating properties in vitro and spleen targeting, which is a reservoir of neutrophils, in vivo. Finally, it was demonstrated that the solid phase modification of NPs opens interesting perspectives for the production of complex nanoparticle assemblies (dimers and asymmetric NPs)
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Maximova, Ksenia. "Synthèse de nouveaux nanomateriaux par ablation laser ultra-brève en milieu liquide pour des applications biomédicales." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4091/document.
Full textAbstract:
De nos jours, les nanomatériaux inorganiques sont devenus des objets importants pour de nombreuses applications. En même temps la pureté du matériau employé est le facteur clé, et souvent les méthodes de synthèse chimiques ne peuvent assurer l'absence d'une contamination résiduelle. Dans ce contexte, nous avons investigué et développé la synthèse par laser de nanoparticules d'or et de silicium en contrôlant leurs taille et composition. Cette technique se révèle être une approche entièrement physique de la fabrication des nanoparticules pures et exemptes d'agents tensioactifs et de sous-produits toxiques. L'approche engagé comprend deux étapes : 1) la génération de la suspension de micro- et nanoparticules par broyage mécanique, et par ablation préliminaire d'une cible solide ; 2) la fragmentation laser ultra-rapide de colloïdes en suspension qui aboutit à la formation de nanoparticules stables, non agrégées, cristallines et avec une faible dispersion de taille. Ce travail se concentre sur la synthèse de nanoparticules d'or de taille contrôlable entre 7 et 50 nm en absence de ligands. De plus, cette technique nous permet d'obtenir des nano-alliages bimétalliques et d'effectuer un couplage in situ de nanoparticules d'or avec des molécules organiques. Ensuite nous montrons la possibilité d'ajuster la taille moyenne et l'épaisseur de la couche d'oxyde des nanoparticules de Si en variant la concertation des particules initiale, le pH et la quantité d'oxygène dissoutes. Enfin, nous démontrons les propriétés optiques et plasmoniques des nanoparticules obtenues au cours de ce travail et leur potentiel pour les applications catalytiques et biomédicales<br>Inorganic nanomaterials are of a major interest for numerous applications, specifically bioimaging, biomedicine, catalysis, and also surface enhanced Raman scattering spectroscopy. In most cases, the purity of the employed material is a key factor. Often the conventional chemical ways of synthesis cannot provide the desirable cleanliness. The aim of this thesis is to investigate and develop a laser-based synthetic concept for the fabrication of Au and Si-based nanoparticles with controlled parameters, free of surfactants and toxic by-products. The engaged approach includes two steps: 1) the generation of a raw suspension of micro- and nanoparticles by either mechanical milling or preliminary ablation of a target; 2) ultrafast laser-induced fragmentation from the suspended colloids leading to the formation of stable, non-aggregated, low-size dispersed and crystalline nanoparticles. In particular, we focus on the technique of the synthesis of bare Au nanoparticles with tunable size between 7 and 50 nm in the absence of any ligands. Moreover, this technique allows performing the in situ coupling of the Au nanoparticles with organic molecules and alloying at the nanoscale. Furthermore, we show the possibility of tuning the mean size and the thickness of the oxide shell of Si nanoparticles by varying the initial concentration of microparticles, the pH and the amount of dissolved oxygen. Finally, we demonstrate the optic and plasmonic properties of the nanoparticles synthesized by the techniques established in our work and their potential for the applications in catalysis and biomedicine
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Molina, Émilie. "Matériaux hybrides mésoporeux fonctionnalisés par des polymères : élaboration, caractérisation physico-chimique et applications biomédicales." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2015. http://www.theses.fr/2015ENCM0024.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l’élaboration de matériaux siliciques mésostructurés par des agents structurants originaux : les micelles complexes de polyions ou micelles PICs, qui présentent la particularité de s’assembler de façon réversible dans l’eau. Les micelles PICs sont des assemblages formés par interactions électrostatiques entre un copolymère à blocs double-hydrophiles (DHBC) neutre-ionisable et un agent de micellisation de charge opposée au DHBC. Le DHBC utilisé est un poly(oxyde d’éthylène)-b-poly(acide acrylique) POE-b-PAA synthétisé par polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atome (ATRP) et les agents de micellisation sont commerciaux (oligochitosane OC, antibiotiques aminoglycosides). Tout d’abord, l’influence de divers paramètres (pH, température, concentration) sur les propriétés d’association des micelles PIC a été étudiée en solution aqueuse. Puis, l’influence de ces mêmes paramètres sur la structuration de la silice en présence de complexes de polyions POE-b-PAA/OC a été recherchée, et a permis de mieux appréhender les mécanismes de formation des matériaux hybrides. Il a ainsi été montré qu’en jouant sur les interactions entre les divers constituants, il était possible de contrôler la mésostructure des matériaux (hexagonale, lamellaire, vermiculaire) et leur morphologie (nanoparticules, microparticules). Enfin, la versatilité de l’utilisation de micelles PIC en tant qu’agents structurants de la silice a été mise en évidence avec des systèmes POE-b-PAA/aminoglycosides, qui ont permis d’obtenir directement des matériaux structurés ordonnés chargés en principes actifs. Par ailleurs, les possibilités offertes par l’utilisation des micelles PIC notamment en termes de fonctionnalité et de réversibilité de la micellisation, ont été exploitées et ont permis d’obtenir facilement des matériaux mésoporeux fonctionnalisés par les chaînes ionisables du DHBC, suite à l’extraction sélective de l’agent de micellisation. Il a été montré que de tels matériaux fonctionnels sont capables de complexer des espèces de charges opposées et notamment des principes actifs, qui peuvent par la suite être relargués de façon pH-dépendante<br>Mesostructured hybrid materials were prepared by using original silica-structuring agents, which are polyion complex (PIC) micelles. A great advantage of PIC micelles is that they can be reversibly assembled in aqueous solution by varying physico-chemical parameters. PIC micelles are formed by electrostatic complexation between a neutral-anionic double-hydrophilic block copolymer (DHBC) and an oppositely charged agent of micellization; here a poly(ethylene oxide)-b-poly(acrylic acid) PEO-b-PAA (synthesized by controlled radical polymerization by atom transfer ATRP) and commercial polyamines (oligochitosan OC or aminoglycoside antibiotics) were respectively used. First, the influence of various parameters (pH, temperature, concentration) on PIC micelle association properties was investigated in aqueous solution. Then, the effect of these parameters on the silica mesostructuring process was studied, it provides a better understanding of the formation mechanisms. It was shown that varying interactions between constituents allows to control the mesostructure (hexagonal, lamellar, wormlike) and the material morphology (nanoparticle, microparticle). Finally, the versatility of the approach has been demonstrated with PEO-b-PAA/aminoglycoside systems. Drug-loaded ordered mesostructured materials were prepared following a one-pot route. Moreover, taking advantage of the high degree of functionality of DHBC polymers and of the reversibility of the micellization, polyacid-functionalized mesoporous materials were directly prepared by selectively extracting the micellization agent. PAA-functionalized silica materials were then used to complex diverse active entities such as drugs, whose delivery could be pH-controlled
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Nardin, Philippe. "Étude thermocinétique des échanges aux interfaces solide-air par analyse et traitement d'images infrarouges : applications biomédicales et industrielles." Besançon, 1989. http://www.theses.fr/1989BESA2001.
Full textAbstract:
Une procédure automatique d'acquisition et d'analyse locale des images d'un phénomène thermique a été réalisée par thermographie infrarouge numérique et dynamique grâce à une chaine d'acquisition, traitement et analyse d'images dotéee d'un logiciel d'acquisition séquentielledes données. Les études peuvent être effectuées par la représentation individuelle ou parallèle des évolutions thermiques qui permet de déceler, localiser et mesurer les différents gradients de température en fonction du temps. Trois types d'informations sont accessibles : ponctuelle, bidimensionnelle, tridimensionnelle. Ce procédé a été appliqué à l'étude de deux phénomènes : le syndrome de Raynaud ; le transfert de chaleur laminaire autour d'une surface sinusoi͏̈daleen rotation.
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Kahalerras, Mohamed Khaled. "Caractérisation des matériaux piézoélectriques dédiés à la génération des décharges plasmas pour applications biomédicales." Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0019/document.
Full textAbstract:
Les transformateurs piézoélectriques se positionnent aujourd'hui comme une alternative technologique séduisante face aux solutions classiquement utilisées pour la génération des plasmas froids. Leur haute permittivité, leur faible tension d’alimentation et leur capacité de miniaturisation en font une solution sérieuse et originale pour de nombreuses applications faibles puissances, notamment dans le domaine biomédical pour la stérilisation, le traitement de surface et la décontami-nation des instruments médicaux. Dans le cadre d'un fonctionnement en générateur plasma, la conversion électromécanique au sein du transformateur s’accompagne de pertes mécaniques et diélectriques, souvent converties en chaleur. À ces effets s'ajoute l’influence proprement dite de la décharge sur le comportement électrique du dispositif. L’évolution dynamique et fortement non-linéaire de la décharge entraine un comportement méconnu des grandeurs électriques. Par conséquent, l’étage d’alimentation du transformateur constitue un sujet d’étude au même titre que le transformateur lui-même. De plus, étant donné la configuration du processus de génération, qui positionne le matériau piézoélectrique comme source et siège de la décharge plasma, il devient nécessaire d’analyser la viabilité du dispositif. L’ionisation du milieu gazeux environnant le générateur provoque des effets électroniques complexes, susceptibles d’entrainer des dépôts de matière à la surface du matériau ou d’en éroder la surface. C’est dans ce cadre, à l’interface entre le génie électrique et la science des matériaux, que s’articule cette thèse. Une première partie est destinée au développement d’un outil de commande numérique du générateur par une boucle de verrouillage de phase, assurant sa continuité de fonctionnement face aux variations des conditions opératoires. Par la suite, une modélisation du générateur plasma dans des configurations proches des décharges à barrières diélectriques est effectuée ;des simulations permettent une estimation de la puissance de décharge à partir d’une identification expérimentale des paramètres du modèle. Dans un deuxième temps, nous cherchons à établir une corrélation entre la structure du matériau et ses propriétés électriques en s’appuyant sur une méthodologie de caractérisation multi-échelle, avant et après décharge plasma. L'étude se focalise principalement sur l'évolution en surface de la structure cristalline et la composition chimique, en liaison avec les propriétés fonctionnelles du transformateur après génération de la décharge. Enfin, une étude en température porte sur l’investigation des effets d’auto-échauffement du générateur dans ce mode de fonctionnement<br>Due to intensive development efforts during the past decade, piezoelectric transformers havebecome an attractive alternative solution compared to the con-ventionally used technologies forcold plasma generation. Their high efficiency, thin-shaped dimensions and low voltage supplymake them serious and original candidates for numerous low power applications, particularly inbiomedical field. Operating as a plasma generator, the electromechanical conversion within thetransformer is accompanied by mechanical and dielectric losses, often converted into heat. On topof these effects, the discharge is likely to influence the electrical behavior of the device. Thedynamic and highly non-linear evolution of the dis-charge leads to an unknown behavior ofelectrical properties. Consequently, the transformer supply stage is an active research subject inthe same way as the trans-former itself. Moreover, considering the configuration of the generationprocess, which positions the piezoelectric material as the source and the spot of the plasmadischarge, it becomes necessary to consider the viability of the device. The ioniza-tion of thegaseous environment surrounding the generator causes complex elec-tronic effects, which canlead to material deposition on the surface of the generator and thus modify or even degrade it. It iswithin this framework, at the interface between electrical engineering and material science, thatthis thesis is articulated. A first part is intended to develop a setup for numerical control of thedevice using a digital phase-locked loop to ensure its continuous operation in different operatingconditions. Subsequently, a model of the plasma generator in configurations close to dielectricbarrier discharges is proposed; Simulations allow an estimation of the discharge power from anexperimental identification of the model parameters. In a second part, we seek to establish acorrelation between the material structure and its electrical properties based on a multi-scalecharacterization methodology, before and after plasma discharge. The study focuses mainly onthe surface evolution in terms of the crystalline structure and the chemical composition, related tothe over-all properties of the piezoelectric transformer before and after discharge generation.Finally, a temperature study that concerns the investigation of the effects of self-heating of thegenerator in this operating mode is performed
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Linkov, Pavel. "Synthèse et caractérisation physico-chimique et optique de nanocristaux fluorescents pour les applications biomédicales." Thesis, Reims, 2018. http://www.theses.fr/2018REIMP201/document.
Full textAbstract:
Le développement des nanoparticules fluorescentes, appelées quantum dots (QDs) est devenu l'un des domaines les plus prometteurs de la science des matériaux. Dans cette étude une procédure de synthèse de QDs a été mise au point, comprenant la synthèse de noyaux ultra-minces de CdSe, la purification de noyau haute performance, le revêtement central avec une coquille épitaxiale en ZnS. Cette approche a permis d’obtenir des QDs d’une taille de 3,7 nm possédant un rendement quantique supérieur à 70%. Les QDs développés ont été utilisés pour concevoir des conjugués de QDs compacts avec les nouveaux dérivés d'acridine, ayant une affinité élevée pour le G-quadruplex des télomères, ainsi que leur effet inhibiteur sur la télomérase, une cible importante du traitement du cancer. Les résultats de cette étude ouvrent la voie à l'ingénierie de nanosondes multifonctionnelles possédant une meilleure pénétration intracellulaire, une plus forte brillance et une stabilité colloïdale plus importante<br>Development of the fluorescent nanoparticles referred to as quantum dots (QDs) has become one of the most promising areas of materials sciences. In this study, a procedure of synthesis of QDs, which includes the synthesis of ultrasmall CdSe cores, high-performance purification, core coating with an epitaxial ZnS shell has been developed. This approach has allowed obtaining 3.7-nm QDs with a quantum yield exceeding 70%. The QDs have been used: to engineer compact conjugates of QDs with the novel acridine derivatives, which have a high affinity for the telomere G-quadruplex; to demonstrate their inhibitory effect on telomerase, an important target of anticancer therapy; and to accelerate transmembrane penetration of ultrasmall QDs into cancer cells while retaining a high brightness and colloidal stability. The results of this study pave the way to the engineering of multifunctional nanoprobes with improved intracellular penetration, brightness, and colloidal stability