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Dissertations / Theses on the topic 'Polymères bactériens'
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Roger, Olivier. "Etude d'oligosaccharides bioactifs issus d'exopolysaccharides bactériens : obtention, caractérisation et relation structure/fonction." Paris 13, 2002. http://www.theses.fr/2002PA132032.
Full textAbstract:
Les exopolysaccharides (EPS) sont des polysaccharides sécrétés par certaines bactéries. Les applications médicales (substitut de plasma, vaccins, héparinomimetiques) sont encore au stade prospectif. De nouveaux EPS produits par des bactéries marines mésophiles aérobies issus du milieu hydrothermal profond présentent des propriètés biologiques innovantes. La première étape de cette étude a consistéer à identifier la structure de l'EPS GY785 produit par Alteromonas infernus. Une unité répétitive nonasaccharidique originale a été révélée par une analyse combinant les modifications chimiques et la résonance magnétique nucléaire. Ce polysaccharide de 10 puissance 6 g/mol esty composé de glucose, de galactose d'acide glucuronique et d'acide galacturonique. Ce polymère posséde une ramification elle-même ramifiée et un groupement sulfate. .Unsual expolysaccharides 5EPS) produced by heterotrophic aerobic and mesophilic bacteria originating from hydrothermal vent, were reviewed as a new source of polysaccharidic structure determination of the EPS GY785, synthesized by Alteromonas infernus. A highly branched nonasaccharidic repetitive unnit was identified using chemical modifications and nuclear magnetic resonancespectroscopy. His 10 puissance 6 g/mol polysaccharide is composed of glucose, galactose, glucuronic acid, galacturonic acid, and ontaibns a single branched ramification and one sulphate group. .
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Lelchat, Florian. "Enzymes de dépolymérisation d'exopolysaccharides bactériens marins." Thesis, Brest, 2014. http://www.theses.fr/2014BRES0070/document.
Full textAbstract:
Les exopolysaccharides (EPS) sont des biopolymères pouvant être synthétisés par les Eucaryotes, lesArchées et les Procaryotes. Au niveau bactérien les EPS peuvent être impliqués dans la constitution du biofilm (phénomène de biofouling) lors de la colonisation de nouveaux milieux. Ces biopolymères ont des propriétés physico-chimiques et biologiques spécifiques et innovantes à haut potentiel biotechnologique (agroalimentaire, santé, cosmétique, ingénierie environnementale ...). A l'opposé, leurs rôles écologiques lors de l'établissement de biofilms de souches potentiellement pathogènes peuvent rendre leur éradication compliquée.Les processus de dépolymérisation par voie enzymatique sont nécessaires pour réaliser l'élucidation structurale fine des EPS complexes, pour la production de dérivés bio-actifs calibrés à faible poids moléculaire ou pour empêcher la formation de biofilm. La mise en évidence de ces phénomènes enzymatiques sur des microorganismes modèles peut également permettre de mieux cerner les flux de matière au sein de certains compartiments biologiques en particulier en milieu marin. Néanmoins la complexité et grande diversité de structures des EPS rendent la recherche d’enzymes de dépolymérisation spécifiques difficile.Deux stratégies ont été employées pour trouver des sources d'enzymes.1. La voie bactérienne via l’utilisation de bactéries marines productrices d’EPS.2. La voie virale par la recherche de polysaccharidases de bactériophages marins. En plus d’EPS marins déjà connus, de nouveaux substrats (EPS) originaux ont été produits et caractérisés à partir de batéries marines d’intérêts biotechnologiques et/ou écologiques pour les besoins du projet. Un criblage enzymatique sur 11 souches bactériennes du genre Alteromonas a permis de mettre en évidence que 7 d’entre elles présentaient une activité de dépolymérisation endogène vis-à-vis de leur propre EPS. Une bioprospection a été réalisée afin de constituer une virothèque à partir d’hôtes bactériens producteurs d’EPS dans le but de fournir une source de Cazymes virales potentielles. Sur 33 bactériophages, 10 ont été sélectionnés pour leur capacité à rester infectieux lorsque leurs hôtes synthétisent des EPS. Finalement un système hôte/virus a été sélectionné.Les 5 virus (appelés Carin-1 à 5) infectant Cobetia marina DSMZ 4741 ont été étudiés au niveau de leurs traits de vie. Les capacités de dépolymérisation de Carin-1 et Carin-5 sur l'EPS L6 ont été explorés plus en détail. En parallèle, la structure chimique de l'EPS L6 a été intégralement élucidéeExopolysaccharides (EPSs) are a class of biopolymer synthesized by Eukarya, Archea and Procarya.Bacterial EPSs are involved in biofilm establishment and biofouling phenomenon. These polymers have physicochemical and biological properties suitable with biotechnological valorization. At the opposite, their involvment in biofouling of pathogenic strains can be problematic.Enzymatic depolymerization process are necessary for EPSs structural elucidation, Bioactive oligosaccharides production or to disrupt polysaccharidic biofilms. The highlight of enzymatic phenomenon can help to understand biogeochimical process in the ocean. Nevertheless the important structural diversity as well as their complexity make the sourcing of specific enzymes difficult.Two strategies were used to find enzymes.1. The bacterial way by using EPS-producing marine strains2. The viral way, with marine bacteriophages.For the need of the study, several EPS-substrates were produced and characterized. The majority of them were totally new. An enzymatic screening on 11 marine Alteromonas strains shown that 6 were able to depolymerize their EPS in an endogenous way. A bioprospection was realized to isolates marine bacteriophages with potential viral Cazymes. 10 out of 33 phages were selectionned for their ability to be infectious with their hosts in EPS production induced. Finally, a host/virus system was chosen. The bacteriophages infecting Cobetia marina DSMZ 4741 (named Carin-1 to 5) were studied. The polysaccharidase activities of Carin-1 and Carin-5 on the L6 EPS were studied more deeply. In parallel, the complete structural elucidation of the L6 EPS was realized
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Wendels, Sophie. "Synthesis and elaboration of new biobased hemostatic adhesives from bacterial polymers." Thesis, Strasbourg, 2021. http://www.theses.fr/2021STRAE006.
Full textAbstract:
Les polyuréthanes (PU) sont une des principales familles de polymères démontrant des propriétés variées pour de multiples applications. Ces propriétés leurs ont permis d’être utilisés dans le domaine du biomédical depuis des décennies. Avec le développement actuel de nombreuses molécules issues de la biomasse, les possibilités d’innovation dans les matériaux biosourcés sont multiples. Aujourd’hui, des PUs aux propriétés avancées sont développés. Cependant, il y a toujours un manque de solutions plus respectueuses de l’environnement et efficaces comme adhésifs hémostatiques. Ainsi, ce travail a porté sur l’élaboration d’une nouvelle série d’adhésifs biosourcés PU à partir de différentes biomasses telles que les polymères bactériens et les huiles végétales, mais pas seulement. Plusieurs séries d’adhésifs ont été préparées et caractérisées, et proposent une large gamme de propriétés spécifiques aux adhésifs tels que la viscosité, le temps de réaction, l’adhésion tissulaire et l’éxothermie. De plus, des systèmes correspondant à l’état chimique final des adhésifs au contact des tissus ont été préparés et caractérisés. Selon la formulation, les propriétés physico-chimiques, thermiques et mécaniques peuvent être adaptées à différents tissus. La cytotoxicité et la dégradation, qui sont des paramètres clés pour une utilisation dans le biomédical, ont également été évaluéesPolyurethanes (PUs) are a major family of polymers used in a large range of fields. Moreover, they display a wide spectrum of physico-chemical, mechanical and structural properties. In this regard, they have shown suitable for biomedical applications and are used in this domain since decades. The current variety of biomass available has extended the diversity of starting materials for the elaboration of new biobased macromolecular architectures, allowing the development of biobased PUs with advanced properties. Nowadays, there is a need for more environmentally friendly and effective solutions for tissue adhesive purposes. In this frame, new renewably sourced PU-based hemostatic adhesives have been successfully designed. Chosen biomasses were mainly from bacterial ressources and vegetable oils, but not only. Many different adhesive formulations were obtained and characterized, and the developed adhesives offer a broad range of specific properties such as viscosity, curing time, tissue adhesion and exothermy. PUs, corresponding to the final adhesives chemical state in contact with the tissue, were also prepared and studied. They exhibited tailored physico-chemical, thermal and mechanical properties, close to diverse tissue native mechanical properties. Cytotoxicity and degradation, which are key parameters for biomedical applications, were also investigated
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Krapf, Marie-Ève. "Agrégation de cellules bactériennes par des polymères cationiques (polyéthylèneimine) : influence de la masse moléculaire du polymère et de la présence/absence de surstructures exopolymériques bactériennes sur la déshydratation des boues biologiques." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0089/document.
Full textAbstract:
Après déshydration, les boues biologiques présentent en moyenne une siccité de 30%, ce qui pose d'importants problèmes environnementaux. Afin de comprendre les mécanismes physico-chimiques de rétention d'eau dans ces boues, nous les avons modélisées par une souche bactérienne pure présentant la particularité de produire ou non des surstructures, suivant sa température de culture. Les suspensions bactériennes ainsi obtenues ont été floculées par du polyéthylèneimine de différentes masses moléculaires. Des mesures de densité optique, mobilité électrophorétique, conductivité, pH, absorbance, granulométrie, ainsi que des observations en MET et AFM ont été effectuées. Cela nous a permis de caractériser la structure des agrégats ainsi obtenus et d'évaluer les influences relatives de la masse moléculaire du polymère ainsi que de sa concentration et de la présence/absence de surstructures sur l'agrégation de cellules bactériennes. Des mesures d'élasticité, de constante de raideur et de pression de turgescence ont été effectuées par spectroscopie de force, ce qui nous a permis de caractériser les propriétés nanomécaniques des agrégats. Dans un second temps, les suspensions floculées ont été déshydratées par centrifugation, procédé mis en oeuvre dans certaines station d'épuration. Des mesures d'élasticité et de viscosité (gradient de cisaillement infini) ont été effectuées par rhéologie. La corrélation de celles-ci avec des mesures de siccité nous a permis de conclure à un impact important des surstructures, de la masse moléculaire et de la concentration en polymère sur la déshydratation des boues biologiquesAfter dewatering, a biological sludge still contains an average water content of 70%, thus causing huge environmental problems. To achieve a better understanding of the mechanisms underlying physicochemical interactions inducing water retention in the sludge, the bacterial sludge was modeled by a pure strain producing or not surface appendages, depending on the growth temperature. These bacterial suspensions were flocculated by polyethyleneimine of various molecular weights. Measurements of optical density, electrophoretic mobility, conductivity, pH, absorbance, particle size, as well as AFM and TEM observations were performed. This allowed to characterize aggregates structures and to estimate the influence of molecular weight and concentration of polymer and presence/absence of surface appendages. Measurements of elasticity, spring constant and turgor pressure were carried out by force spectroscopy allowing to characterize nanomechanical properties of aggregates. In a second step, a dewatering of these flocculated suspensions was performed by centrifugation, process used in some wastewater treatment plants. Measurements of elasticity and viscosity were carried out by rheology. Correlations with dryness measurements allowed to conclude that the presence/absence of surface appendages, and also the molecular weight and concentration of the polymer have a significant impact on biological sludge dewatering
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Gornard, Sophie. "Isolement et caractérisation de bactéries marines associées à l'algue brune Ascophyllum nodosum pour la dépolymérisation enzymatique du fucane." Paris 13, 2002. http://www.theses.fr/2002PA132031.
Full textAbstract:
Le fucane, constitué de L-fucose sulfaté, est extrait d'algues brunes. Depuis 1987, ce polysaccharide bioactif est étudié par le Laboratoire de Recherches sur les Macromolécules (CNRS, Université Paris 13) et le Centre IFREMER de Nantes dans le cadre de l'unité de Recherche marine n°2. A l'heure actuelle, ses propriètés n'ont jamais étè exploitées à des fins thérapeutiques en raison du manque de connaissance de sa structure fine et des mécanismes moléculaires gouvernant ses activités. L'objectif de ce travail était de développer une approche enzymatique pour la caractérisation de sa structure. Le Centre d'étude et de Valorisation des Algues, désireux de développer un pôle de production d'oligosaccharides, a mis ses moyens techniques à la disposition de ce projet de recherche d'enzymes bactérienne de dégradation du fucane. Nos travaux ont permis de disposer de deux bactéries associées à l'algue Ascophyllum nodosum, nommées B et C, capables de dégrader le fucane. Après optimisation de leurs conditions de culture et de stockage, ces bactéries ont été caractérisées comme appartenant à la famille des Flavobacteriaceae. Elles représentent deux nouvelles espèces bactériennes. Ces bactéries sont capables de produire une activité sulfatase et des fucanases extracellulaires. L'activité fucanase de la bactérie B aurait un mécanisme exolytique et l'activité fucanase de la couche C serait endolyptique. Le niveau d'activité des enzymes extracellulaires étant relativement faible, nous avons recherché des enzymes intracellulaires et périplasmiques chez la souche C. Les résultats obtenus nous ont laissé penser que l'activiité fucanase de cette bactérie serait intracellulaire et pourrait même avoir une localisation périplasmique. La caractérisation des enzymes mises en évidence doit être poursuivie. En effet, ces enzymes purifiées devraient s'avérer utile dans la compréhension des propriètés biologiques du fucane et permettre une modification selective du polysaccharideFucan constituted of sulfated L-fucose is extracted from brown seaweeds. Since 1987, this bioactive polysaccharide is studied by the Unity of Marine research n°2 constituted of the Research Laboratory on Macromolecules (CNRS, Paris 13) and IFREMER (Nantes). Currently its properties have never been used for therapeutic purposes. This is partly due to the lack of knowledge about its fine structure and moleculary mecanisms responsible for its activities. The aim of this work was to develoop enzymes for the characterisation of the structure of fucan. The Seaweed Manufacturing Technology Center, inclined to diversify its production of oligosaccharides, made its technical means available for this research about bacterial enzymes able to degrade fucan. Our research enable us to find two bacteria called B and C and associated to the brown seaweed Ascophyllum nodosum, able to degrade fucan. We optimized their culture conditions and their storage. Then we found that these bacteria belonging to the Flavobacteriaceae correspond to two new bacterial species. These bacteria produce an extracellular sulfatase activity and extracellular enzymes responsible for fucan degradation. The fucanase activity of the bacteria B could have an exolytic mecanism and the fucanase activity of the bacteria C could be endolytic. The grade of activity of the extracellular enzymes was low. So we look for intracellular and periplasmic enzymes associated to the bacteria C. The results let us thinks that the fucanase activity of this bacteria could be intracellular and could have a periplasmic localisation. The characterisation of these enzymes should be continued. The purified enzymes should indeed be useful for the understanding of biological properties of the fucan. They could also enable a selective depolymerisation of this polysaccharide
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Shen, Cheng. "Nouveau systèmes polymères pour la dépollution de l'eau : rétention des métaux et des bactéries." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13386.
Full textAbstract:
Le thème de "Purification de l'Eau" gagne en importance de par le monde avec la prise de conscience que l'eau est une ressource précieuse et épuisable. Cette thèse concerne la préparation et la caractérisation de monolithes fonctionnalisés. Ces dernières polymérisés dans un moule sont des matériaux poreux de corps unique qui ne présentent pas de vide interstitiel comme cela est le cas lorsque l'on utilise des billes poreuses. Des monolithes à base de polystyrène fonctionnalisés par des groupes amine et amide ont été obtenus et utilisés pour la rétention des métaux lourds et de certaines bactéries. Les tests montrent que les monolithes possèdent non seulement une prometteuse capacité de rétention des métaux et d'asorption de bactéries, mais encore une bonne recyclabilité.
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Cousseau, Thomas. "Etude du microenvironnement matriciel de biofilms de Bacillus subtilis : polymères extracellulaires et comportement bactérien." Thesis, Cergy-Pontoise, 2018. http://www.theses.fr/2018CERG0981.
Full textAbstract:
Bacillus subtilis est une bactérie à Gram positif ubiquitaire vivant dans différents environnements terrestres et aquatiques. Différents polymères extracellulaires entrant dans la composition de la matrice des biofilms à B. subtilis ont été décrits. Des polysaccharides sont à la base de ces propriétés mécaniques, la viscoélasticité étant modulée par la teneur du biofilm en différents polymères extracellulaires comme les protéines amyloïdes et l’ADN extracellulaire.L’objectif de ce travail était d’étudier le rôle des exopolymères dans les biofilms à B. subtilis en utilisant la souche type de l’espèce CIP52.65T et différentes autres souches sauvages, cliniques et mutantes. La composition de la matrice varie en fonction de la présence de saccharose dans le milieu de culture, ainsi les effets d’une supplémentation du milieu Trypticase Soja (TS) en saccharose (20% p/v) ont été étudiés sur la croissance planctonique, la production de polymères de matrice et la formation de biofilm pour toutes ces souches de B. subtilis. Enfin, parmi les protéines de la matrice, B. subtilis produit une protéine formant des fibres amyloïdes appelée TasA. Son rôle exact dans le biofilm reste encore mal connu. Le but de cette seconde étude était de mieux comprendre le mécanisme d'auto-assemblage de TasA et de comprendre son rôle dans la matrice. En regroupant toutes les caractérisations effectuées sur les biofilms et sur les peptides amyloïdes, la conception de matrice biomimétique a permis d’effectuer de première approche sur les propriétés mécaniques de celle-ci, en reproduisant des matrices artificielles à base d’exopolysaccharides (lévane), de peptides amyloïdes et d’ADNBacillus subtilis is a ubiquitous gram-positive bacterium that lives in different terrestrial and aquatic environments. Various extracellular polymers involved in the composition of the B. subtilis biofilm matrix have been described. Polysaccharides are the basis of these mechanical properties, the viscoelasticity being modulated by the content of the biofilm in different extracellular polymers such as amyloid proteins and extracellular DNA.The aim of this work was to study the role of exopolymers in B. subtilis biofilms using the type CIP52.65T strain and various other wild, clinical and mutant strains. The composition of the matrix varies according to the presence of sucrose in the culture medium, so the effects of supplementation of the medium Trypticase Soy (TS) sucrose (20% w/v) were studied on the planktonic growth, matrix polymer production and biofilm formation for all these B. subtilis strains. Finally, among the proteins in the matrix, B. subtilis produces an amyloid-forming protein called TasA. Its exact role in the biofilm remains poorly understood. The purpose of this second study was to better understand the self-assembly mechanism of TasA and to understand its role in the matrix. By grouping all the characterizations carried out on the biofilms and the amyloid peptides, the biomimetic matrix design made it possible to carry out a first approach on the mechanical properties of this one, by reproducing artificial matrices based on exopolysaccharides (levan), amyloid peptides and DNA
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Marois, Yves. "Etude d'un nouveau polymère biorésorbable d'origine bactérienne pour l'enduction de prothèses vasculaires." Montpellier 1, 1998. http://www.theses.fr/1998MON13511.
Full text
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Fadli, Fatma Zohra. "Adhérence et prolifération de streptococcus pyogènes sur des copolymères biospécifiques : Etude de la sensibilité à la pénicilline G des bactéries proliférant sur ces polymères." Paris 13, 2000. http://www.theses.fr/2000PA132029.
Full textAbstract:
En dépit de l'amélioration de la qualité de vie des patients, les biomatériaux présentent encore de nombreux inconvénients tels que les risques d'infection. La compréhension du processus infectieux résultant de l'interaction entre le biomatériau, les bactéries et les protéines de l'hôte est indispensable pour la prévention des infections sur corps étrangers. Des résultats obtenus au lrm ont permis de montrer que des polymères biospécifique, dotes de certaines propriétés de l'héparine, possèdent la capacité d'inhiber l'adhérence de staphylococcus aureus qui représente une des principales bactéries impliquées dans les infections sur corps étrangers. L'objectif de ce travail est d'étudier l'interaction d'une autre souche bactérienne avec les polymères biospécifique et plus particulièrement l'adhérence et la prolifération des bactéries sur ces polymères ainsi que leur sensibilité aux antibiotiques. Nous avons pour cela utilisé comme modèle bactérien une souche impliquée dans les infections nosocomiales, streptococcus pyogènes et les copolymères biospécifique dérivés du polystyrène comme polymères modèles. Nous avons montre que l'adhérence de ces bactéries sur les polymères est fortement corrélée a leur état physiologique ainsi que le rôle majeur de la fibronectine comme principal médiateur de l'adhérence des bactéries sur les polymères. L'étude de l'adhérence et de la prolifération des bactéries sur les polymères biospécifique nous a permis de montrer une modulation de l'adhérence et de la prolifération de streptococcus pyogènes en fonction de la composition chimique des polymères. Ces résultats ont été confortés par des études réalisées sur des polymères biospécifique a base de pvc et a base de pmma. L'étude de la sensibilité de streptococcus pyogènes a la pénicilline g au contact des polymères a permis de mettre en évidence une résistance importante des bactéries a cet antibiotique accompagnée d'un ralentissement important de leur croissance. Cette résistance des bactéries est réversible ; le détachement des bactéries du polymère et leur culture dans du milieu restaure leur sensibilité a la pénicilline g.
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Nguema, Edzang Ronald W. "Synthèse et caractérisation de polymères à propriétés rédox pour un contrôle des propriétés d'adhésion bactérienne." Thesis, Toulon, 2016. http://www.theses.fr/2016TOUL0006/document.
Full textAbstract:
En raison des propriétés redox réversibles du ferrocène et de son activité antibactérienne, les polymères à base de ferrocène sont intéressants pour synthétiser de nouveaux liants pour des revêtements anti-adhésifs bactériens. Cette étude rend compte de l’homopolymérisation et de la copolymérisation de monomères méthacryliques porteurs de groupes ferrocényles avec le méthacrylate de lauryle (LM). Le méthacrylate de méthylferrocène (FMMA) mais aussi quatre nouveaux monomères nommés méthacrylate de 2- ferrocénylméthoxyéthyle (FMOEMA), méthacrylate de 3-ferrocénylméthoxypropyle (FMOPMA), 4- ferrocénylméthoxybutyle (FMOBMA) et de 2-ferrocénylméthoxyméthyléthyle (FMOMEMA) ont d’ bord été synthétisés et ensuite polymérisés via le procédé RAFT. Les cinétiques ’homopolymérisation ont été étudiées par RMN 1H in situ. La polymérisation a été contrôlée en utilisant le 2-cyanoprop-2-yl dithiobenzoate (CPDB) comme agent de transfert de chaîne, à 70°C, dans le toluène deutéré. Ces monomères contenant le groupement ferrocényle se sont révélés très réactifs via le procédé RAFT, conduisant à des conversions de 96% et à des polymères de faibles indices de polymolécularité (Ð<1,6). La conversion des monomères suit une cinétique de premier ordre (jusqu’à 80%) avec une augmentation linéaire de la masse molaire en fonction de la conversion en monomère. En utilisant le monomère FMMA comme référence, l’ spacement entre la partie polymérisable et le groupement ferrocényle a été augmenté pour le FMOEMA, FMOPMA, FMOMEMA et FMOBMA afin d’ méliorer la mobilité des groupements latéraux. Cette mobilité se traduit par une diminution notable des températures de transition vitreuse des homopolymères entre le pFMMA et le pFMOBMA. De plus, les copolymères diblocs préparés par voie séquencée présentent deux températures de transition vitreuse spécifiques à chaque bloc, démontrant une incompatibilité de ces derniers. Les propriétés électrochimiques des monomères et celles des polymères ont été caractérisées par voltampérométrie cyclique. Enfin, les propriétés anti-adhésives de ces homopolymères et copolymères diblocs vis-à-vis d’une bactérie marine ont été évaluéesDue to the reversible redox properties of ferrocene and its antibacterial activity, ferrocenyl-based polymers are useful for the synthesis of new anti-adhesive binders for marine antifouling coatings. This study reports the homopolymerization and copolymerization with lauryl methacrylate of ferrocenyl-based methacrylic monomers. Ferrocenylmethyl methacrylate (FMMA) as well as four novel monomers, namely 2- (ferrocenylmethoxy)ethyl methacrylate (FMOEMA), 3-(ferrocenylmethoxy)propyl methacrylate (FMOPMA),4-(ferrocenylmethoxy)butyl methacrylate (FMOBMA) and 2-(ferrocenylmethoxy)methylethyl methacrylate (FMOMEMA) were first synthesized, and subsequently polymerized by the RAFT process. The homopolymerization kinetics were investigated by in situ NMR. The radical polymerization was controlled by using 2-cyanoprop-2-yl dithiobenzoate (CPDB) as a chain transfer agent, at 70 °C in deuterated toluene. These monomers containing a ferrocenyl moiety with alcoxy linkers were found to be as reactive as FMMA in RAFT polymerization, resulting in conversions of 96% and in polymers with low dispersities (ÐM < 1.6). Monomer conversion follows a first order kinetics (up to 80%) with a linear increase in the molecular mass as a function of the monomer conversion. By using the FMMA monomer as a reference, the length of the alcoxy linker between the ferrocene unit and the backbone was increased for FMOEMA, FMOPMA, FMOMEMA and FMOBMA to improve the mobility of the side groups. This increase in macromolecular mobility led to a significant decrease of glass transition temperatures of the homopolymers. In addition, diblock copolymers exhibited two glass transition temperatures indicating that the two blocks are incompatible. The electrochemical properties of the monomers and those of the polymers were characterized using cyclic voltammetry. Finally, the anti-adhesive properties of these homopolymers and diblock copolymers toward marine bacteria were evaluated
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Petit, Anne-Cécile. "Modifications d'un exopolysaccharide biosynthétisé par une bactérie issue des écosystèmes hydrothermaux profonds." Rennes 1, 2005. http://www.theses.fr/2005REN1S153.
Full textAbstract:
Le travail concerne la modification d'un exopolysaccharide (EPS) biosynthétisé par une bactérie issue des écosystèmes hydrothermaux profonds. Ce polysaccharide complexe, de haute masse molaire, est constitué d'oses neutres et d'acides uroniques. La réduction de sa masse molaire est la première étape dans la conception de molécules d'intérêts variés. Deux voies de dépolymérisation ont été envisagées : physique avec les ultrasons et chimique avec la catalyse métallique. Les facteurs influents ont été déterminés pour ces deux voies. La dernière partie du mémoire est consacrée à la faisabilité de modifications chimiques de l'EPS natif ou dépolymérisé par ajout de groupements classiques. Des résultats de caractérisation et de quantification des modifications par des techniques d'analyses adaptées à chaque manipulation sont présentés.
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Lefaux, Sandra. "Biodégradation de films polymères à usage agricole : caractérisation physico-chimique des résidus et identification biomoléculaire des bactéries actives." Le Mans, 2005. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2005/2005LEMA1011.pdf.
Full textAbstract:
L'usage des polymères d'une durée de vie longue pour les applications agricoles pose le problème d'accumulation des déchets solides dans l'environnement. La mise en place de la législation sur les déchets non-ultimes a provoqué ces dernières années un intérêt croissant pour les matériaux polymères biodégradables. Avant de généraliser leur utilisation, il est nécessaire de vérifier leur innocuité pour l'environnement. Dans le cadre d'une étude de la biodégradabilité de matériaux destinés à un usage agricole, un dispositif EXAO basé sur le principe du test de Sturm en condition aérobie a été mis en place. Le dispositif se compose d'une série de bioréacteurs, d'un système de thermorégulation, d'électrovannes et d'un analyseur de CO2 dans l'infrarouge (IRGA). Il permet de suivre en continu l'évolution du dégagement de dioxyde de carbone dû à la respiration bactérienne au cours d'un test de biodégradation. Les cinétiques de biodégradabilité de différents matériaux (constitués principalement de polymères végétaux et de polyesters) ont été ainsi évaluées et comparées. Les bactéries provenant de terres agricoles et dégradant ces matériaux ont été caractérisées par une approche biomoléculaire. Cette étude a d'abord portée sur l'analyse du gène ribosomique 16S puis sur la région intergénique (ISR) 16S-23S. Il a été montré que le polymorphisme de l'ISR 16S-23S est plus discriminant. Il constitue une approche rapide et a permis de caractériser une douzaine de genres bactériens dont certains sont spécifiques du matériau dégradé. Parallèlement, une analyse des résidus de dégradation a été réalisée par microscopie électronique à balayage et par spectroscopies (infrarouge et résonance magnétique nucléaire). Une érosion de surface caractéristique et des modifications physico-chimiques ont été mises en évidence pour chacun des matériaux étudiés. Les résultats obtenus sur un matériau déjà commercialisé, dont la formulation reste confidentielle, sont présentésIn the environment the use of long-cycle polymers for agricultural purposes faced with a waste accumulation problem. Last decades the recent legislation involved an increased interest for biodegradable polymer materials. Before marketing of these new materials, it required to examine their inocuity for the environmental medium. In a biodegradability study of agricultural materials, an aerobic experimental set-up based on the Sturm test was elaborated. It consisted of bioreactors, thermoregulation system, electrovanes and CO2 infrared analyser (IRGA). It continuously measured bacterial carbon dioxide evolution during biodegradation test. The biodegradability results of different materials (principally make up plant polymers and polyesters) were compared. The agricultural soil bacteria degrading these materials were characterised by biomolecular analysis. In first this study used 16S ribosomal DNA (rDNA) analysis and used 16S-23S intergenic spacer region (ISR) analysis in second part. Results showed that the 16S-23S polymorphism was more efficient to discriminate bacterial sequences than 16S rDNA. This methodology was a rapid tool and allowed to specific bacterial race identification of degraded material. Concurrently to this study, degradation intermediate analysis was carried out with electronic microscopy and spectroscopic measurements (infrared and NMR). Surface erosion and chemical changes were found for all tested polymer materials. Results obtained with market film with confidential composition were exposed
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Raynaud, Jean-Pierre. "Etude d'un nouvel exopolysaccharide fongique : identification de la souche productrice ; optimisation de la production ; propriétés physico-chimiques du polymère." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30313.
Full textAbstract:
L'espece psat isolee et conservee au laboratoire de cryptogamie de l'universite paul sabatier de toulouse, produit un exopolysaccharide de type beta (1 3) beta (1 6) glucane. Cette espece se rattache au genre pestalotiopsis (selon steyaert). Le polymere a un comportement rheologique de type pseudoplastique et presente un pouvoir suspensoide eleve. La viscosite n'est pas alteree par l'influence de facteurs externes tels que les sels, les ph acides et les hautes temperatures. La production de ce polymere est amelioree par l'apport, dans le milieu de culture, de x(source carbonee) et de y(source azotee) dont le rapport carbone sur azote (c/n) a ete defini afin d'obtenir le meilleur rendement
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Le, Costaouëc Tinaïg. "Élucidation structurale et modifications d'un exopolysaccharide bactérien d'origine hydrothermale." Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2062.
Full textAbstract:
Les exopolysaccharides (EPS) synthétisés par des bactéries possèdent une grande diversité de structures et constituent une source importante de molécules aux propriétés nouvelles. Parmi ceux-ci, l’EPS HYD 657 ou deepsane est produit par une bactérie marine : Alteromonas macleodii subsp. Fijiensis biovar deepsane, collectée dans une zone de sources hydrothermales profondes. Déjà valorisé dans le domaine de la cosmétique mais de structure non élucidée, la première partie de cette étude a consisté à caractériser une partie de la structure de cet EPS complexe de poids moléculaire supérieur â 106 g/mol. Son unité de répétition est ramifiée et constituée de 16 à 18 oses, dont 7 types de monosaccharides différents (neutres et acides) avec 3 types dc substituants (sulfate, lactate et pyruvate). L’étude de l’EPS natif et de fractions de bas poids moléculaires obtenues par dégradation de Smith a permis d’identifier la structure de deux oligosaccharides constitutifs de cette unité répétitive et de positionner deux substituants. La seconde partie du travail est consacrée à l’étude de deux procédés de dépolymérisation en vue d’obtenir des EPS de bas poids moléculaires pour élargir le champ d’applications du FIYD 657. Après comparaison d’un procédé connu (dépolymérisation radicalaire) et d’un procédé développé au cours de cette étude (broyage mécanique), deux EPS de bas poids moléculaires, dont l’un sur-sulfaté, ont été préparés en vue de tester leurs propriétés biologiques : des activités biologiques intéressantes ont ainsi été mises en évidence dans le domaine de l’immunomodulation. Afin de compléter la recherche d’outils de dépolymérisation de cet EPS, la troisième partie se focalise sur la recherche d’activités enzymatiques à partir de la souche productrice de cet EPS. Une culture de la souche en conditions de production d’EPS a permis de générer un extrait enzymatique actif sur cet EPSBacteria are known to produce exopolysaccharides (EPS) with a great diversity of structures and are an important source of polysaccharides with new properties. Among those, the EPS HYD 657 or deepsane is produced by a marine bacteria: Alteromonas macleodii subsp. Fijiensis biovar deepsane, collected around deep-sea hydrothermal vents. This high molecular weigh EPS (>106 g/mol) is already used in cosmetics but its structure remained unknown so that the first aim of this study consists in elucidating its repeating unit. The data show a very complex branched repeating unit of 16-18 sugars with 7 different types of monosaccharides (neutral and acidic) and 3 types of substituents (sulphate, lactyl and pyruvyl groups). Analyses of native and oligomeric fragments from Smith degradation allow us to identify two oligosaccharides of this repeating unit and the position of two substituents. In order to enlarge the application field of this EPS, two depolymerization processes were studied. After comparison of the first one know process (free-radical depolymerization) and development of a second one (ball-milling), two low molecular weigh EPS were prepared and sulphate groups were added: they show interesting properties in modulating a way of the immune system. To enlarge depolymerization tools of this EPS, the research of enzymatical activities s developed in the third part. Protein extracts were generated by cultivating the strain producing J IN L 657 under EPS-producing conditions. One of those extracts was shown to be active to depolymerize this EPS
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Lepage, Thibaut. "Modélisation du chromosome bactérien en vue de la conception de réseaux biologiques de régulation dans l'espace cellulaire." Thesis, Evry-Val d'Essonne, 2015. http://www.theses.fr/2014EVRY0042/document.
Full textAbstract:
La structure spatiale de l'ADN est fortement affectée par le surenroulement. Lorsqu'il est surenroulé, l'ADN circulaire (ou linéaire et contraint topologiquement aux extrémités) se replie et forme des boucles appelées plectonèmes, rapprochant dans l'espace des régions éloignées du chromosome, perturbant ainsi de l réseau de régulation de la transcription de la cellule. Les chromosomes bactériens sont surenroulés négativement et ce surenroulement est connu pour jouer un rôle important dans la régulation de la transcription. Cependant, à cause de la nature globale de la contrainte topologique associée à l'ADN, les méthodes actuelles ne sont capables de simuler que de petites molécules (jusqu'à quelques milliers de paires de bases, KB). Cette thèse présente un nouvel algorithme utilisé pour réaliser des simulations de Monte-Carlo d'ADN surenroulé, basé sur une molécule. Cet algorithme a été utilisé pour réaliser des simulations de longues molécules (plusieurs dizaines de KB) et apporter un nouvel éclairage sur des questions encore débattues à propos de la structure de l'ADN surenroulé à cette échelle. Cette méthode permet d'étudier l'effet de la position des gènes le long de l'ADN sur leur co-localisation et leur co-régulation, et laisse entrevoir la possibilité de simuler le repliement d'un chromosome bactérien entierSuperhelicity strongly affects the 3D structure of DNA. When supercoiled, circular DNA (or linear DNA with topolocically constrained ends) folds and forms loops called plectonemes, bringing some distant parts of the chromosme close to one another in space, thus perturbing the transcription regulation network of the cell. Bacterial chromosomes are negatively supercoiled and superhelicity is known to play a important role in the regulation of the transcription. However, due to the global nature of the topological constraint imposed to the DNA, current methods have only been able to simulate small moelcules (up to a few kilobasepairs, KB). This thesis presents a novel algorithm used to performed Monte-Carlo simulations of supercoiled DNA, featuring a local approach to the topological constraint via the computation of the twist of the molecule. Using this efficient algorithm, stimulations of long molecules (tens of KB) were performed and shed a new light on debated questions about the structure of supercoiled DNA at this scale. This method allows to study the effect of the position of genes along the DNA on their co-localisation and co-regulation, and to envision the possibility of simulating the folding of a whole bacterial chromosome
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Oziat, Julie. "Electrode 3D de PEDOT : PSS pour la détection de métabolites électrochimiquement actifs de Pseudomonas aeruginosa." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEM026/document.
Full textAbstract:
Lors d’infections, l'identification rapide des micro-organismes est cruciale pour améliorer la prise en charge du patient et mieux contrôler l'usage des antibiotiques. L’électrochimie présente plusieurs avantages pour les tests rapides : elle permet des analyses in situ, faciles et peu chères dans la plupart des liquides. Son utilisation pour l’identification bactérienne est récente et provient de la découverte de molécules donnant de forts signaux redox dans le surnageant de bactéries du genre Pseudomonas.Cette thèse s’intéresse à l’analyse de surnageants de la bactérie Pseudomonas aeruginosa, 4e cause de maladies nosocomiales en Europe. Tout d’abord, l’intérêt de l’analyse électrochimique de surnageants de culture dans une visée d’identification a été évalué. Pour cela, après l’étude de 4 potentiels biomarqueurs de la présence de cette bactérie en solutions modèles, l’analyse électrochimiques de surnageant de plusieurs souches P. aeruginosa a été effectuée. Les résultats obtenus sont prometteurs. Ils mettent en évidence une signature électrochimique complexe et souche-dépendante du surnageant.La suite de la thèse s’est intéressée à l’amplification de la détection électrochimique grâce à l’utilisation du polymère conducteur PEDOT:PSS. Il a été choisi pour ses bonnes propriétés électrochimiques, sa biocompatibilité et sa facilité de mise en forme. Il a tout d’abord été utilisé sous forme de films minces pour confirmer son pouvoir d’amplification. Une électrode 3D a ensuite été fabriquée par lyophilisation. L’utilisation de ce type d’électrode permet d’amplifier encore la détection en augmentant la surface d’échange mais aussi en confinant les bactéries dans l'électrodeDuring infections, microorganisms fast identification is critical to improve patient treatment and to better manage antibiotics use. Electrochemistry exhibits several advantages for rapid diagnostic: it enables easy, cheap and in situ analysis in most liquids. Its use for bacterial identification is recent and comes from the discovery of molecules giving strong redox signals in the bacterial supernatant of the Pseudomonas genus.This thesis focuses on the supernatants analysis of the bacterium Pseudomonas aeruginosa. This bacteria is the fourth cause of nosocomial infections in Europe. First, the interest of supernatants electrochemical analysis for identification was evaluated. For this, after the study of four redox biomarkers of this bacterium in model solutions, supernatant electrochemical analysis of several strains of P. aeruginosa was performed. The results are promising. They highlight a complex strain-dependant electrochemical signature of the supernatant.Following, we focused in the amplification of the electrochemical detection through the use of the conductive polymer PEDOT: PSS. This polymer was chosen for its good electrochemical properties, its biocompatibility and its easy shaping. It was first used as a thin films to confirm its amplification power through biomarker adsorption. Then, a 3D electrode was made by freeze drying. The use of this type of electrode can further amplify the detection by increasing the exchange surface as well as confining the bacteria in the electrode
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Remy, Paul-Philippe. "Rôle de différents compartiments microbiens (biofilms, matières en suspension, sédiments de surface) et de leurs constituants (bactéries, polymères extracellulaires et biominéraux) sur la méthylation et la réduction de HgII." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0076/document.
Full textAbstract:
La formation de méthylmercure, la forme la plus toxique du mercure, est due à l’activité bactérienne anaérobie. Afin de connaître la contribution des compartiments microbiens (biofilms, eaux brutes, sédiments) dans la méthylation du mercure, nous avons évalué les vitesses de méthylation d’échantillons de mares de région tempérée (Lorraine) et subarctique (Québec, Canada). Si les bactéries des biofilms ne semblent pas plus méthylantes que d’autres, le sédiment apparait comme le compartiment le plus méthylant en lien avec la concentration en nutriments ainsi qu’avec la température. Ainsi, les changements climatiques actuels, en augmentant la température de l’eau et en favorisant l’activité biologique, peuvent faire de ces mares des sites préférentiels de la méthylation du mercure en milieu subarctique. Enfin, l’activité des biofilms a mené à la formation de rouille verte, un minéral capable de réduire HgII en mercure élémentaire, concurrençant ainsi la méthylation bactérienneMonomethylmercury formation, the neurotoxic form of mercury, is mainly linked to anaerobic microbial activity. In order to assess the relative contribution of several microbial compartments (biofilms, raw water and sediment) we evaluated methylation of samples from ponds of temperate area (Lorraine, France) and from subarctic ponds (Nunavik, Quebec). Biofilms were not found to specifically promote mercury methylation, whereas sediment emerges as the main compartment involved in mercury methylation. The formation of methylmercury is positively linked to the temperature and to nutrients. Thus, by increasing the open water period, the water temperature and of the microbial activity, current climate changes may turn these ponds in preferential location for mercury methylation in the subarctic ecosystem. Finally, the reactivity of green rust, a mineral which can be produced by bacterial activity of environmental biofilms, may compete with mercury methylation by reducing HgII into Hg0
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Pancani, Elisabetta. "Development and advanced characterisation of antibiotic-loaded nanoparticles to fight intracellular bacteria." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS513/document.
Full textAbstract:
Le traitement des infections intracellulaires est compliqué par la capacité des bactéries à «se cacher» à l’intérieur des cellules de l’hôte, en particulier celles du système immunitaire, entravant ainsi l’action de nombreux agents antimicrobiens. La diffusion croissante de souches résistantes est très inquiétante. Dans ce cadre, les nanoparticules (NPs) constituent une stratégie prometteuse pour administrer de manière optimisée des agents antimicrobiens.Ce travail de thèse, réalisé dans le cadre du projet européen ITN Cyclon Hit, visait à développer et caractériser des NPs biodégradables et biocompatibles chargées en antibiotiques, composés d’acide polylactique (PLA), d’acide poly (lactique-co-glycolique) (PLGA) et de polycaprolactone (PCL) ou de cyclodextrines polymérisées (pCD).Les deux premiers chapitres sont consacrés aux verrous technologiques liés à l'encapsulation de certains médicaments puissants dans les NPs polymériques. Tout d'abord, ces vecteurs ont été utilisés pour la délivrance simultanée d'une combinaison de molécules actives récemment découverte, l'éthionamide (ETH) et son Booster, pour le traitement de la tuberculose. Deuxièmement, ils ont été employés pour relever les défis liés à l'incorporation d'une quinolone de première génération, l'acide pipémidique (PIP), dans le but d'optimiser sa distribution intracellulaire dans des infections telles que la salmonellose.La co-incorporation efficace de l'ETH et du booster a dû surmonter de nombreuses difficultés liées à des problèmes de solubilité, de cristallisation et de biodisponibilité. Nos NPs en PLA et en pCD ont montré leur capacité de co-encapsuler efficacement les deux molécules et tout particulièrement celles en pCD. Elles incorporent les médicaments à la fois dans les cavités des CD et dans des microdomaines hydrophobes. Les NPs en pCD, non toxiques après administration pulmonaire répétée de fortes doses, ont été administrés in vivo par voie endotrachéale directement au site d'infection. Elles ont permis une diminution de 3-log de la charge bactérienne pulmonaire des animaux infectés après seulement 6 administrations. De même, l'incorporation de PIP a été confrontée à des défis liés à la cristallisation de PIP et à sa libération incontrôlée. Malheureusement, le PIP présentait une faible affinité pour tous les matériaux polymériques étudiés et son encapsulation physique était infructueuse. Ainsi, une approche alternative a été développée en couplant le PIP au PCL via une réaction sans catalyseur initiée par le médicament. Le conjugué PCL-PIP se auto-assemble en forme de NPs avec une charge en PIP de 27%. Cependant, le PCL-PIP n'a pas pu être dégradé in vitro, mais l’approche de synthèse de conjugués est séduisante pour obtenir de particules stables et avec un contenu important en PIP.La compréhension approfondie de la structure et de la composition du noyau et de la couronne des nanostructures contenant une ou deux molécules actives est cruciale pour leur optimisation. Les deux derniers chapitres sont donc consacrés à l'application innovante de l'AFM-IR, une méthode nanospectroscopique originale combinant la microscopie à force atomique (AFM) avec la spectroscopie infrarouge (IR), à l'analyse chimique des NPs en PLGA ou à leur détection sans marquage après internalisation dans les cellules.L’AFM-IR est capable de fournir une caractérisation chimique à l'échelle nanométrique (résolution ~10 nm). Une avancée majeure du travail est l'application du mode tapping permettant l'investigation individuelle de chaque NP. Le signal IR spécifique des composants des NPs a été utilisé pour appréhender la composition chimique de leur cœur et couronne ainsi que pour localiser précisément le médicament. De plus, l'AFM-IR en mode contact a permis pour la première fois la localisation sans marquage et l'identification chimique des NP à l'intérieur des cellules. Ce travail ouvre la voie à d'innombrables applications de cette technique dans le domaine de la nanomedecineThe treatment of intracellular infections is very challenging given the ability of bacteria to “hide” inside the cells of the host, especially the ones of the immune system, thus hampering the action of many antimicrobial agents. The battle against these bacteria has been further exacerbated by the increasing diffusion of antimicrobial resistant strains. In this frame, nanoparticles (NPs) are a very promising strategy to overcome the limitations of free antimicrobial agents by administering them in an optimized manner.This PhD work, performed as part of the European Project ITN Cyclon Hit, aimed at the development and advanced characterisation of antibiotic-loaded biodegradable and biocompatible NPs made of poly (lactic acid) (PLA), poly (lactic-co-glycolic) (PLGA) and polycaprolactone (PCL) or of polymerised cyclodextrins (pCDs).The first two chapters are dedicated to the encapsulation of powerful but challenging drugs in polymeric NPs. Firstly, these carriers were employed for the simultaneous delivery of a potent drug combination recently discovered, ethionamide (ETH) and its booster, for tuberculosis therapy. Secondly, they were used to address the challenges related to the incorporation of a first-generation quinolone, pipemidic acid (PIP), with the aim of optimising its intracellular delivery in infections such as salmonellosis.The efficient co-incorporation of ETH and booster had to overcome several technological barriers. These drugs presented solubility, crystallisation and bioavailability-related problems which were overcome thanks to the developed NPs. Our engineered PLA and pCD NPs were both able to efficiently co-encapsulate the two molecules. Among the in depth-characterised formulations, pCDs NPs displayed the best physico-chemical properties and were shown to host the drugs both in the CD cavities and in confined spaces inside NPs crosslinked polymer. The pCD NPs were administered in vivo by endotracheal route directly to the infection site. Empty NPs were shown non-toxic after repeated pulmonary administration of high doses. Moreover, loaded pCD NPs led to a 3-log decrease in the pulmonary bacterial load of infected animals after only 6 administrations. Similarly, the incorporation of PIP faced challenges mainly related to PIP crystallization and burst release. Unfortunately, PIP displayed poor affinity for all the studied polymeric materials and its physical encapsulation was unsuccessful. Thus, an alternative approach was developed by coupling PIP to PCL by using an original catalyst-free drug-initiated reaction. The PCL-PIP conjugate self-assembled in NPs with up to 27 wt% PIP which were thoroughly characterised. However, the conjugate couldn’t be enzymatically degraded. With the design of novel PCL-PIP conjugates, this self-assembly approach could represent a promising strategy.The deep understanding of the structure and composition of complex core-corona nanocarriers containing one or two active molecules is crucial for their optimisation. The last two chapters are devoted to the innovative application of AFM-IR, an original nanospectroscopic method combining atomic force microscopy (AFM) with infrared (IR) spectroscopy, to the chemical analysis of PLGA NPs or to their label-free detection after cell internalisation.AFM-IR is able to provide chemical characterisation at the nanometer scale (resolution ~10nm). One main breakthrough here is the application of the recently developed tapping mode allowing the investigation of single polymeric NPs. The specific IR signal of NPs constituents was used to unravel the chemical composition of their core and corona as well as to precisely locate the drug. Moreover, the AFM-IR in contact mode enabled for the first time the label-free localisation and unambiguous chemical identification of NPs inside cells using the polymer IR specific response as a fingerprint. This work paves the way for countless application of this technique in the field of drug delivery
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Mitiouchkina, Ekaterina. "Intérêt de l'utilisation de supports pour l'amélioration du rendement du traitement par boues activées à basses températures : application au traitement des eaux usées dans les régions froides." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2003. http://www.theses.fr/2003ECAP0900.
Full textAbstract:
Les territoires qui appartiennent aux régions avec un climat froid (Nord de la Russie et de l'Europe, Canada. . . ) s'étendent sur quelques millions de kilomètres carrés. Ils peuvent être caractérisés par l'existence d'une couche de neige, durant plus de 6 mois et une température de l'air ambiant inférieur à -10°C pendant plus de 100 jours par an. Dans ces conditions difficiles l'efficacité du traitement des eaux usées décroît considérablement, voire devient nulle. Le traitement par boues activées est souvent l'étape essentielle pour la dégradation de la matière organique en station d'épuration. La cinétique de dégradation est très dépendante de la température, surtout lorsque la température ambiante descend largement au-dessous de -20°C. Déjà à partir de 18 °C dans les bassins on peut noter une diminution sensible du développement des micro-organismes. Lorsque la température décroît, les performances de dépollution tombent à des valeurs qui ne permettent plus de satisfaire aux normes de rejet. Cette constation a motivé cette étude sur l'utilisation des bactéries fixées sur des supports. On espère par ce moyen, compenser en partie la baisse de rendement par un accroissement de la concentration en micro-organismes dans les bassins. L'étude s'est déroulé en 3 temps. Dans un premier temps, une comparaison de la fixation des bactéries a été faite sur différents supports. Ensuite on a étudié la dégradation de composés modèles en discontinu à plusieurs températures avec les supports les plus performants. Enfin, une étude de dégradation en continu a été réalisée dans 2 colonnes aérobies à double enveloppe, avec et sans supports, pour les températures de 20, 15, 10 et 5°C. A l'issur de ces expériences, le traitement des résultats expérimentaux a permis de mettre en évidence le fait que plus la température baisse et plus la vitesse de dégradation diminue. Dans le cas de la dégradation en discontinue on observe une bonne performance des procédés avec support (PVDF 740 et Téflon) par rapport aux essais sans support même à des températures élevées. A des températures plus basses la différence entre les essais avec et sans supports se creusent davantage. Les résultats en continu de la colonne avec supports, surtout dans les cas de l'azote ammoniacal et de l'azote kjeldahl, mais ne donnent pas une différence aussi visible qu'en discontinu.
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Travailleur, Lucy. "Composites mortier-polymère en couche mince : impact du séchage et de la colonisation microbienne." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC2040.
Full textAbstract:
Les matériaux composites mortier-polymère sont largement utilisés dans l’industrie pour des applications de protection et/ou de réparation de surfaces en béton. En effet, l’ajout de polymère dans les formulations de mortier permet de modifier les propriétés de ces matériaux, en particulier en favorisant leur adhésion tout en réduisant leur perméabilité. Cependant, les études menées sur ces matériaux ne prennent pas en compte les conditions d’application rencontrées sur chantier. En effet, elles sont généralement réalisées sur des pièces massives, alors qu’en réalité ces matériaux sont appliqués en couche mince. En outre, sur chantier, les exigences qui concernent la cure des matériaux ne sont pas toujours appliquées, et des transferts d’eau par évaporation peuvent avoir lieu. Enfin, les études de durabilité ne tiennent pas compte des interactions possibles entre les matériaux et les micro-organismes, ce qui conduit à des dégradations qui restent bien souvent très modérées mais préjudiciables sur le plan esthétique. L’objectif de cette thèse est donc d’étudier le comportement de composites mortier-polymère appliqués en couches minces, lorsqu’ils sont dans un environnement proche de ceux rencontrés sur chantier. Pour cela, des études ont tout d’abord été réalisées afin de mieux comprendre les propriétés des composites mortier-polymère au jeune âge. Un effet retardateur de prise a été mis en évidence en ajoutant des polymères dans la formulation de pâtes de ciment. Il a été attribué partiellement à l’adsorption des particules de polymère à la surface des grains de ciment, mais surtout à la complexation des ions calcium de la solution interstitielle par les polymères qui sont alors hydrolysés. Ensuite, les composites mortier-polymère ont été exposés à un flux d’air pendant leur durcissement, afin de reproduire leur séchage à l’air libre quand les conditions de cure ne sont pas respectées. Les essais ont montré que la présence de polymère ne permet pas de limiter les pertes d’eau par évaporation. De plus, il a été mis en évidence l’influence de l’épaisseur des mortiers. En effet, pour une épaisseur de moins de 20 mm, il n’y a plus assez d’eau après 24 heures de séchage pour pouvoir assurer l’hydratation du ciment. Dans une seconde partie, des études ont été menées sur les mortiers modifiés durcis afin d’évaluer leur résistance à la biocolonisation dans le cadre de leur utilisation pour la protection d’une façade de bâtiment d’une part, et d’une canalisation d’un réseau d’assainissement d’autre part. Dans le premier cas, les résultats montrent un effet du mode de cure, qui demande à être approfondis à travers une nouvelle campagne d’essais. De plus, la colonisation des mortiers a été fortement limitée par leur pH de surface qui était trop élevé même après trois mois. Ces essais permettent donc de préconiser l’application d’un prétraitement abiotique au préalable afin d’abaisser suffisamment le pH de surface des matériaux pour permettre le développement des micro-organismes. Dans le second cas, les résultats ont montré que les composites mortier-polymère ont un comportement similaire à des mortiers non modifiés formulés à base de CEM I. En effet, au bout de quatre mois d’essai, tous les mortiers présentent des profondeurs de détérioration de 0,5 à 1 mm. Ainsi donc, la présence de polymère ne permet pas de limiter la biodétériorationPolymer-modified mortars are widely used as protection and/or repair materials. Indeed, the addition of polymer allows modifying the properties of materials especially by promoting their adhesion, while reducing their permeability. However, studies rarely take into account the actual conditions of application on worksite. Those studies are generally realised on massive materials whereas, in fact, polymer-modified mortars are applied into thin layers. In addition, on site, the requirements regarding materials curing are not always applied, and water transfers car occur. Finally, studies on material durability do not consider possible interactions between polymer-modified mortars and microorganisms, which lead to moderate yet aesthetically detrimental degradations. Accordingly, the aim of this thesis is to study the behaviour of polymer-modified mortars applied into thin layers when they are exposed to worksite conditions. To do so, studies were realised in order to understand better the properties of polymer-modified mortars at early age. Firstly, it was showed that polymers have a delaying effect on cement hydration. This effect was partially linked to the adsorption of polymer on cement grains, but mostly due to the complexation of calcium ions following polymer hydrolysis. Then, polymer-modified mortars were exposed to an air flow during hardening, in order to simulate their air drying when curing conditions are not respected. It was noted that polymers do not allow slowing down water evaporation. Besides, mortars with a thickness of less than 20 mm do not retain enough water to ensure cement hydration after 24 hours of drying. Further studies were realised on hardened polymer-modified mortars in order to evaluate their resistance to biocolonisation in the case of their use as a protection material for façades and sewer systems. In the first case, results showed an influence of curing on the bioalteration of mortars, which needs to be verified in a new test campaign. Besides, the colonisation of mortars was limited by the high surface pH of the samples, even after three months. This study allowed recommending the necessity of an abiotic pre-treatment in order to reduce the surface pH to allow the growing of microorganisms. In the second case, results showed that polymer-modified mortars behaved the same way as neat Portland mortars. Indeed, after four months of conservation in the biodeterioration chamber, all mortars showed deterioration depths of 0.5 to 1 mm. Thus, the presence of polymers does not limit biodeterioration
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Moll, Nicolas. "Étude et réalisation d'un système immunocapteurs à ondes de Love : application à la détection de toxines, de virus ou de bactéries." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13385.
Full textAbstract:
Nous présentons une plateforme de détection rapide d'organismes biologiques à ondes acoustiques de Love, sensible de masse. Après une revue des différentes technologies de biocapteurs, l'immunocapteur à ondes de Love, basé sur une réaction antigène/anticorps, est présenté en détail. Les études théoriques et expérimentle sur la ligne à retard à ondes de Love, l'électronique de conditionnement, avec des voies d'améliorations utilisant des matériaux polymères en particulier, sont exposées. La couche bioréceptrice d'anticorps immobilisée sur la surface du capteur par liaison covalente grâce au (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilane (GPTS), offre une bonne densité et uniformité, validée par immunofluorescence. Les détections montrent une bonne reproductibilité et sélectivité du capteur pour les différentes espèces testées (bactéries, bactériphages, protéines). Un seuil de détection des bactéries vivantes de typeEscherichia coli de l'ordre 10puissance 6 bactéries/ml en moins d'une heure est obtenu, grâce à la mise au point d'une nouvelle stratégie immunologique d'immobilisation des bactéries utilisant un couple d'anticorps.
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Ornstein, Roxanne. "Développement de sondes fluorogéniques pour le suivi du métabolisme et de la croissance de bactéries en gouttes." Thesis, Sorbonne université, 2019. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=http://theses-intra.upmc.fr/modules/resources/download/theses/2019SORUS288.pdf.
Full textAbstract:
Le but de ce projet est de proposer des outils pour identifier la diversité fonctionnelle des bactéries provenant d’un même patient. Les bactéries sécrètent de nombreuses enzymes afin de digérer leur environnement, et ces activités enzymatiques extracellulaires sont des marqueurs des espèces de bactéries et donnent des informations sur leur phénotype, leur viabilité et leur état de développement. La fluorescence est une méthode de choix pour suivre cette activité enzymatique du fait de sa grande sensibilité. Le premier objectif de ce projet est de synthétiser des sondes fluorogéniques dont la fluorescence sera contrôlée par la déprotonnation d’une fonction phénol. Pour suivre les bactéries de manière continue et sans induire de toxicité, un polymère hydrophile sera greffé sur la sonde, ce qui permettra d’augmenter sa solubilité dans le milieu et de la rendre non perméable. L’exemple de l’enzyme β-galactosidase, un marqueur connu des bactéries Escherichia coli sera présentéThe aim of this project is to identify functional diversity within bacteria from the same patient. Bacteria secrete a lot of enzymes to digest their environment and these extracellular enzymatic activities are the markers of bacterial species, their phenotype, viability and state of development. Fluorescence is a powerful and sensitive method to track enzyme activity. Our first goal is to synthesize enzymatic fluorogenic probes whose fluorescence is controlled by the deprotonation of a phenol function. For continuous follow up of bacteria, one major concern is the potential toxicity of probe. To address this problem probes are linked to a hydrophilic polymer in order to increase their solubility and reduce toxicity for bacteria, as they are cell impermeant. Example of the β-galactosidase enzyme, a well-established marker of Escherichia coli, will be presented
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Cottenye, Nicolas. "Antimicrobial surfaces based on self-assembled nanoreactors : from block copolymer synthesis to bacterial adhesion studies." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00598560.
Full textAbstract:
The aim of this work is to develop a new strategy for the prevention of biofilm growth. For this purpose, we prepared bioactive surfaces resulting from the surface-immobilization of nanoreactors self-assembled from amphiphilic poly(isobutylene)-block-oligonucleotide copolymers. The block copolymer was synthesized and characterized via appropriate complementary techniques. Self-assembly into vesicles allowed the functional encapsulation of enzymes, as assayed through enzyme activity monitoring, leading to a prodrug-drug system. The self-assembled structures were specifically immobilized on surfaces via base pairing between the oligonucleotide block of the copolymer and the surface tethered complementary nucleotide sequence. Using E.coli strains, we first observed an influence of the two density of oligonucleotides immobilized on the surface on the number of adherent bacteria. This influence may be due to an effect of surface charge density. We then confirmed the well-known role of curli in biofilm cohesion, and we showed gene over-expression associated with curli production on oligonucleotide-modified surfaces. We demonstrated that gene over-expression does not depend on the topographical features of the surface or on the composition of the nucleotide sequences used in this study. Finally, we demonstrated tha the presence of the vesicular structure is able to produce strong anti-adhesive properties of the surface. We assume, from observations of bacterial response in dynamic conditions, that this effect is due to increased bacterial motility on the surface, leading to a high detachment rate. Which is further confirms by a comparable bacterial response observed on agar hydrogel of different hardnesses. This result provides a preliminary outcome, paving the way to new approaches to antimicrobial strategies.
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Gammoudi, Ibtissem. "Biocapteur à base de bactéries pour le contrôle environnemental." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00985827.
Full textAbstract:
Notre projet vise la conception d'un biocapteur ultra-sensible à base de bactéries pour la détection de métaux lourds (contrôle environnemental). Ces travaux concernent le développement de systèmes impédimétriques et à ondes acoustiques de Love, associés à une puce microfluidique et fonctionnalisés par des bactéries Escherichia coli immobilisées sur une multicouche de polyélectrolytes déposés par la méthode " Layer by Layer " . L' étude fondamentale des interactions physiques-chimiques-biologiques mises en jeu lors des étapes de fonctionnalisation du capteur, et de son application à la détection de cadmium et de mercure, est également abordée, à travers le suivi en temps réel par le capteur acoustique, ainsi que par microscopie à force atomique en milieu sec ou liquide.Des seuils de détection inférieurs à 10-12M en quelques minutes ont été observés.
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Alcheikh, Anas. "Réponse des ostéoblastes sur des surfaces en titane modifiées par greffage des groupements ioniques pour des applications cliniques en odontologie (chirurgie, orthodontie et implantologie)." Paris 13, 2010. http://www.theses.fr/2010PA132019.
Full textAbstract:
Le titane est un matériau de choix pour des applications orthopédiques et dentaires. Afin de conférer aux surfaces de titane des propriétés antibactériennes et améliorer son potentiel d’ostéointegration l’équipe de LBPS a proposé la fonctionnalisation par greffage de polymères « bioactifs ». Notre travail s’intègre dans cette thématique ; Nous avons étudié à la fois l’adhérence de S. Aureus et la réponse des ostéoblastes sur des surfaces de titane greffées de poly(styrène sulfonate de sodium) polyNaSS. Les surfaces en titane bioactives ont été réalisées par greffage de polyNaSS obtenues par copolymérisation radicalaire Trois types de surface en titane ont été utilisées pour les tests biologiques : titane non modifié, titane oxydé, titane greffé. L’adhérence bactérienne a été étudiée sur les surfaces de titane greffées et non greffées, pré-adsorbées ou non de protéines plasmatiques. Le comptage des bactéries était suivi par marquage des bactéries à la fluorescéine puis quantification par analyse d’images. En effet, nous avons montré que la modification des surfaces de titane par greffage d’un polymère « bioactif » tel que le poly(styrène sulfonate de sodium) permet d’inhiber (> 70 %) l’adhérence de S. Aureus. Cette propriété inhibitrice implique probablement la quantité et/ou la conformation des protéines adsorbées qui sont susceptibles de médier l’adhérence bactérienne. Parallèlement, nous avons exploré la réponse ostéoblastique à l’aide de cellules de calvaria de fœtus de rat en culture. Les résultats ont montré que le greffage de poly(styrène sulfonate de sodium) n’altère pas le nombre de cellules adhérentes sur le titane, ni leur morphologie. Il n’interfère pas non plus avec la prolifération, comme l’atteste la cinétique de la prolifération des cellules similaire sur les trois surfaces testées. En revanche, l’activité spécifique de la phosphatase alcaline sur la surface greffée est significativement supérieure (p<0,01) à celles observées sur les surfaces contrôles, Les nodules de minéralisation ont été visibles sur les trois surfaces de titane testées. Toutefois, la somme des aires de la surface sur le titane greffé était significativement (p<0,05) supérieure a celle observé sur la surface de titane oxydé et non modifié. En conclusion, le greffage de surfaces en titane avec ces polymères bioactifs sulfonates d’une part inhibe l’adhésion de S. Aureus et d’autre part non seulement n’interfère pas avec l’adhésion et la prolifération mais stimule la différentiation des cellules ostéoblastiques. Ces surfaces pourraient donc être intéressantes en application clinique pour les revêtements des implants en particulier dans le domaine de l’orthopédie afin de prévenir les infections peri-implantairesTitanium is a material of choice for orthopedic and dental applications. To confer with titanium surfaces antibacterial properties and improve its potential for osseointegration LBPS team proposed the functionalization of polymers "bioactive". Our work fits into this theme, we have studied both the adherence of S. Aureus and the response of osteoblasts on titanium surfaces grafted with poly (styrene sulfonate) polyNaSS. Bioactive titanium surfaces were performed by grafting polyNaSS obtained by radical copolymerization Three types of titanium surface were used for biological tests: non-modified titanium, oxidized titanium, titanium grafted. The bacterial adhesion was investigated on titanium surfaces grafted and ungrafted, pre-adsorbed plasma proteins or not. Counting of bacteria was followed by labeling bacteria with fluorescein and quantification by image analysis. Indeed, we showed that the modification of titanium surfaces by grafting a polymer "bioactive" such as poly (styrene sulfonate) can inhibit (> 70%) adherence of S. Aureus. This property probably involves inhibiting the amount and / or conformation of adsorbed proteins that may mediate bacterial adhesion. In parallel, we explored the response using osteoblastic cells in fetal rat calvaria in culture. The results showed that the grafting of poly (styrene sulfonate) does not alter the number of adherent cells on titanium, or morphology. It does not interfere either with proliferation, as evidenced by the kinetics of cell proliferation similar on all three surfaces tested. However, the specific activity of alkaline phosphatase on the grafted surface was significantly higher (p <0. 01) than those observed on control surfaces, mineralization nodules were visible on the three titanium surfaces tested. However, the sum of the areas on the titanium surface grafted was significantly (p <0. 05) greater than that observed on the surface of oxidized titanium and unmodified. In conclusion, the grafting of titanium surfaces with these bioactive polymers sulfonates one hand inhibits the adhesion of S. Aureus and the other not only does not interfere with the adhesion and proliferation but stimulates differentiation of osteoblastic cells. These surfaces could be interesting for clinical application in coatings of implants, particularly in the field of orthopedics to prevent peri-implant infections
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Daniel, Marc. "Utilisation du méthanol pour une production microbienne de PHB : quelques aspects physiologiques et biochimiques." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPD056.
Full textAbstract:
Les bactéries capables à la fois d'utiliser le méthanol comme seule source de carbone et d'énergie et d'accumuler le poly-beta-hydroxybutyrate (PHB), sont essentiellement des bactéries méthylotrophes facultatives pigmentées en rose (BMFP), toutes assimilent le méthanol par la voie de la serine. Les conditions favorables à la culture de BMFP avec une densité cellulaire importante, ont été développées et, en raison de la toxicité du méthanol pour ces micro-organismes, une technique de batch alimenté automatique recherchée. Deux souches (Methylobacterium organophilum NCIB 11278 et Pseudomonas 135) présentant une vitesse spécifique de croissance élevée ont été plus particulièrement étudiées. Toutes deux n'accumulent pas de PHB en l'absence d'une quelconque limitation, en revanche, une limitation ou carence de la source d'azote et des carences en phosphate, magnésium sont capables d'induire l'accumulation du polyester. Chez M. Organophilum une sécrétion exocellulaire d'un polysaccharide intervient généralement de façon concomitante à l'accumulation de PHB. Les rendements de production de PHB, déterminés expérimentalement chez Pseudomonas 135 dans diverses conditions d'accumulation, sont bien inférieurs aux prévisions théoriques que nous avons pu établir. La suppression d'une quelconque limitation minérale en absence de méthanol conduit à une dégradation intracellulaire extrêmement rapide. Il semblerait que les enzymes impliquées dans ce métabolisme soient constitutives. L'une d'entre elles, la beta-hydroxybutyrate déshydrogénase, a été partiellement purifiée, les inhibitions qui l'affectent et les conséquences qui en résultent sur le plan de la régulation de la dégradation intracellulaire du polyester et la distribution des masses moléculaires ont été examinées. Enfin, l'intérêt du méthanol pour une production microbienne de PHB et les améliorations qui pourraient être apportées sont discutéesBacteria beeing able both to utilize methanol as sole source of carbon and energy and to accumulate poly-beta-hydroxybutyrate are essentially restricted to pink-pigmented facultative methylotrophic bacteria (PPFM), all of them assimilate methanol through the serine pathway. Favourable conditions for the culture of PPFM with a high cell density were set up and, owing to the toxicity of methanol for these micro-organisms an automatic fed-batch technique was designed. Two strains (Methylobacterium organophilum NCIB 11278 and Pseudomonas 135) exhibiting a high specific growth rate were studied in more detail. Both of them do not accumulate PHB under unrestricted growth conditions, however any limitation or complete starvation of the nitrogen source and starvations of either phosphate or magnesium result in the initiation of polyester accumulation. With M. Organophilum the concomitant exocellular excretion of a polysaccharide with PHB accumulation generally occurs. PHB yields experimentally determined with pseudomonas 135 under various accumulation conditions are much lower than theoretical predictions that we could established. The relaxation of any mineral starvation in the absence of methanol leads to a prompt intracellular degradation of the polymer. The enzymes involved in the metabolism seem to be constitutive. One of them, the beta-hydroxybutyrate dehydrogenase was partially purified, subsequently the relevant inhibitions, their consequences for the regulation of the intracellular degradation of the polyester and the distribution of the molecular weights were considered. Finally, the potentiality of methanol for a microbial production of PHB and the improvements which could be achieved are discussed
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Scolari, Vittore Ferdinando. "Physics of bacterial nucleoid organiation and large-scale gene expression." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066649/document.
Full textAbstract:
L'ADN génomique des bactéries existe dans un complexe dynamique riche en protéines, le "nucléoïde'', très bien organisé à différentes échelles de longueur. Cette thèse décrit notre modélisation et analyse des données en mettant l'accent sur l'organisation du nucléoïde de \textit{E. coli}, et sur comment cette organisation affecte l'expression des gènes. La première partie du travail est une revue des progrès récents expérimentaux et théoriques quantifiant l'organisation physique (la géométrie et le compactage) du chromosome bactérien. En particulier, nous soulignons le rôle que la physique de la matière molle et la physique statistique jouent dans la description de ce système. Une deuxième partie de l'ouvrage traite d'un modèle de la physique des polymères inspiré par deux caractéristiques du nucléoïde: auto-adhérence osmotique et effet des protéines de pontage. Les résultats sont une caractérisation qualitative du diagramme de phase, qui montre que les nucléoïdes forment des domaines distincts sans interactions intra-spécifiques. La thèse couvre également plusieurs approches d'analyse de données pour tester les connexions entre l'organisation du nucléoïde avec l'expression des gènes (RNA-Seq) et des protéines (ChIP-Seq). Cette dernière partie contient une description de l'outil web NuST, qui permet d'effectuer de simples analyses statistiques sur de multiples échelles. En outre, nous présentons une étude de corrélation d'un grand nombre de mesures d'expression génomique dans différentes conditions de croissance, et nous le comparons avec les cartes d'interaction (Hi-C) spatiale entre le chromosomeThe genomic DNA of bacteria exists in a complex and dynamic protein-rich state, which is highly organized at various lengthscales. This thesis describes a work of physical modeling and data analysis focused on the E. coli genome organization, in the form of the "nucleoid'', and on how nucleoid organization affects gene expression.The first part of the work is a review of the recent experimental andt heoretical advances quantifying the physical organization (compactionand geometry) of the bacterial chromosome with its complement of proteins (the nucleoid). In particular, we highlight the role that statistical and soft condensed matter physics play in describing this system of fundamental biological importance.A second part of the work discusses a simple polymer physics model inspired by two main features of the nucleoid: osmotic self-adhesion and protein bridging. Results are summarized by a qualitative characterization of the phase diagram of this model which shows the general feature that distinct domains may form without the need forintra-specific interactions.The thesis also covers several data analysis approaches to test possible connections between the physical organization of the nucleoid with gene expression (RNA-Seq) and protein binding (ChIP-Seq) datasets. This latter part contains a description of the NuST webtool, which consists of a database which collect datasets from past experiments and an implementation of simple multi scale statistical analysis tools. Additionally, we introduce a correlation study of a large number (about 300) of genome-wide expression data-sets, also compared to the outcome to the published genome interaction map (Hi-C)data
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Kulaga, Emilia. "Antimicrobial coatings for soft materials." Thesis, Mulhouse, 2014. http://www.theses.fr/2014MULH5312/document.
Full textAbstract:
Les infections bactériennes lorsqu’elles se développent à partir d’implants sont très difficiles à traiter, l’issue courante étant un retrait pur et simple de l’implant incriminé. Dans ce cadre, les revêtements des biomatériaux ont un rôle important à jouer pour, d’une part, prévenir l’adhésion bactérienne et d’autre part, éliminer les bactéries présentes. Ces revêtements antibactériens doivent par ailleurs permettre une intégration tissulaire des biomatériaux aux cellules rencontrées sur le site de l’implantation. Dans ce travail une nouvelle famille de revêtements antibactériens a été développée. Ils contiennent et libèrent de manière contrôlée un agent bioactif. Ils sont constitués de multicouches de polymère plasma d'anhydride maléique déposées à la surface de fibres de polypropylène tressées et constituant le matériau à implanter. Entre chaque dépôt de polymère plasma (agissant comme couche barrière), des nanoparticules d'argent sont piégées formant ainsi des réservoirs d’agent antibactérien. En raison des différences de propriétés mécaniques entre les films minces plasma et le substrat massique élastique (i.e. tissu de fibre de polypropylène), la résistance à la traction génère des fissures dans les couches polymère plasma, qui sont utilisées comme canaux de diffusion pour les substances bioactives (dans notre cas les ions argent). Avant étirement, la libération spontanée des ions argent par simple diffusion aux travers des couches barrières peut être contrôlée en jouant sur le taux de réticulation des couches plasma. Au cours de l'étirement, le contrôle réversible de l'ouverture des fissures permet une libération maîtrisée des ions argent. Dans le domaine des textiles et d'autres biomatériaux souples, cette stratégie est prometteuse en raison des contraintes mécaniques qui se produisent naturellement sur le site de l'implantation.L'impact de différents types de procédures de stérilisation couramment utilisés (autoclave et irradiation par faisceau d’électrons) sur les propriétés du matériau développé a également été étudié. En particulier, l’incidence sur la chimie de surface, la dispersion des nanoparticules d'argent et la formation de fissures sous étirement a été regardée. La méthode de stérilisation par faisceau d’électrons permet de conserver les propriétés finales recherchées. Enfin, les propriétés antibactériennes du nouveau matériau ont été étudiées. L'effet du relargage des ions argent sur des bactéries Escherichia coli planctoniques, l'adhésion bactérienne et la formation de biofilm sur le système étiré et non-étiré a été évalué. L’intégrité membranaire des bactéries adhérées et des bactéries dans les biofilms a été suivie au cours de l'étude comme indicateur de l’état physiologique des bactéries. Les résultats ont suggéré que la sensibilité des bactéries aux concentrations faibles d'ions d'argent libérés aboutit à la formation de différents types de structures de biofilms sur les matériaux étudiés. L’ensemble des résultats obtenus donne une base solide pour le développement de matériaux intelligents capables de contrôler la libération du principe actif sur le site de l'infection. Nos résultats montrent qu’une faible dose d’argent peut suffire à contrôler l’infection en agissant sur la structure des biofilms formésDespite strict operative procedures to minimize microbial contaminations, bacterial infection of implants significantly raises postoperative complications of surgical procedures. One of the promising approaches is to adjust and control antimicrobial properties of the implant surface. New types of antibacterial coatings prepared via plasma polymer functionalization step have been developed. These coatings contain and release in a control way a bioactive agent. Controlled release was achieved by the fabrication of plasma polymer multilayer systems, which consist of two layers of Maleic Anhydride Plasma Polymer deposited on the surface of Polypropylene made surgical mesh. In between plasma polymer layers, silver nanoparticles are trapped as an antibacterial agent reservoir. Owing to differences between mechanical properties of the plasma-polymer thin films and the elastic bulk substrates, tensile strengths generate cracks within the plasma polymer, which might be used as diffusive channels for bioactive substances, here silver ions. The cracks can be controlled mechanically in a reversible way. The tailoring of the spontaneous release of bioactive agent is achieved by the modification of the second plasma polymer deposition conditions. In addition, during mechanical stimulation of the designed material, control over silver ion release is achieved through an elongation-dependent releasing process allowed by the reversible control of the cracks. In the field of textiles and other soft biomaterials, this strategy is promising due to the mechanical stresses that naturally occur at the implant location. In regard of possible application of the developed system as a future biomaterial, the impact of different types of commonly used sterilization procedures on the properties of developed material was studied. The effects of autoclaving and electron beam sterilization methods on the surface chemistry, the dispersion of embedded silver nanoparticles in the plasma polymer and the cracks formation of the developed material was verified. Results showed the compatibility of the developed system with electron beam sterilization method. The antibacterial properties of the new material have been evaluated. The effect of developed system on planktonic bacteria, bacterial adhesion and biofilm formation on stretched and unstretched system was studied. The membrane integrity of the adhered bacteria and bacteria in biofilms was followed during the study as an indicator of the physiologic state of bacteria. Results suggested that the sensitivity of bacteria to low concentrations of released silver ions resulted in the formation of different types of structures of the biofilms on the studied materials. The results give a strong base on the future of intelligent, silver containing materials that control the release at the site of infection. Our results show that low doses of silver may be sufficient to control infection by acting on the structure of bacterial biofilms
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Desrousseaux, Camille. "Prévention de l'adhésion bactérienne et du développement du biofilm sur les dispositifs médicaux de la perfusion via les surfaces nanostructurées." Thesis, Clermont-Ferrand 1, 2015. http://www.theses.fr/2015CLF1PP03.
Full textAbstract:
Les infections nosocomiales liées aux dispositifs médicaux, et plus particulièrement ceux de la perfusion, sont un problème majeur dans le milieu hospitalier. Ces infections sont liées à la présence de biofilm. Pour lutter contre le biofilm, les mesures préventives en hygiène ne sont pas suffisantes. Les recherches se dirigent vers la modification des surfaces des matériaux des dispositifs médicaux: ajout de substances biocides, développement de surfaces antiadhésives par voie chimique ou topographique. L’objectif de cette thèse est de créer des polymères nanostructurés pouvant entrer dans la composition de dispositifs médicaux de la perfusion et de tester leur impact sur l’adhésion bactérienne et le développement du biofilm. Dans un premier temps, la technique de nanostructuration choisie repose sur la réplication d’un moule nanostructuré en alumine nanoporeuse qui se caractérise par des nanopores auto-organisés en nid d’abeille. Après avoir mis en place une station d’anodisation permettant la nanostructuration de ce moule, la reproductibilité du procédé de fabrication a été validée (diamètre des pores : 51 ± 6 nm, profondeur: 97 ± 9 nm, espace interpores: 102 ± 6 nm). Ensuite, les travaux de réplication ont été effectués avec le polymère ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène). Plusieurs méthodes de réplication ont été testées à partir de dépôt de solutions de polymères ou de fonte du matériau sur le moule d’alumine. La méthode sélectionnée sur des critères de reproductibilité et de facilité de transposition industrielle donne des nanostructures de type nanopicots (diamètres des picots : 56 ± 7 nm, distances interpicots : 101 ± 16 nm, longueurs : 73 ± 33 nm). Les surfaces développées sont ensuite caractérisées (MEB, DSC analyse calorimétrique différentielle, spectrométrie Infra Rouge, angle de contact). La fabrication des nanostructures ne semble pas dégrader le matériau ABS et la modification topographique rend la surface plus hydrophile. Une étude de stabilité montre que les nanostructures résistent à plusieurs modes de stérilisation (oxyde d’éthylène, plasma H2O2 et rayon Beta) et sont conservés dans le temps, ce qui les rend applicables à la surface d’un dispositif médical. La seconde étape du travail consiste à évaluer l’adhésion bactérienne sur les surfaces témoins et nanostructurées. Différents tests de culture de biofilm ont été réalisés avec S. epidermidis en conditions statique ou dynamique. Après un temps de 3 à 48h, les bactéries sont décrochées de la surface puis dénombrées sur gélose. Il n’y a pas de différence significative d’adhésion bactérienne entre les deux types de surface. L’observation en microscopie électronique à balayage et confocale à 24h semble confirmer ce résultat. Des tests réalisés avec d’autres souches bactériennes (S. aureus, K. pneumoniae, P. aeruginosa) en condition statique montrent également que l’adhésion est également identique sur les deux surfaces. Par conséquent, nous pouvons conclure que nos surfaces ABS développées avec ces nanopicots spécifiques n’ont pas un effet anti-adhésion sur les bactéries testées. Des recherches récentes mettent en évidence que l’espacement entre les nanopciots est un facteur critique sur l’adhésion bactérienne. L’étape suivante de notre travail consiste à tester de nouvelles nanostructures réalisées avec un moule AAO ayant une distance interpore plus grandeMedical device-related infections are a public health concern and an economic burden. The role of biofilms in medical device-related infections is clearly established. Preventive hygiene measures are not often sufficient to prevent biofilms formation. One promising way of preventing device-related infections is the development of medical devices with surfaces or materials that reduce either microbial viability using biocidal substances or microbial adhesion with topographical modifications.Developing nanostructured polymeric surfaces, which could have applications in medical devices, and testing their impact on bacterial adhesion and biofilm development were the main goals of this thesis. First of all, the polymer was replicated on an aluminum anodized oxide nanostructured mold (AAO), characterized by highly ordered nanopores. An anodization station was made in order to create molds. Then, the reproducibility of the process fabrication was validated (pore diameter: 51 ± 6 nm, deepness 97 ± 9 nm, interpore espace: 102 ± 6 nm). Several replication techniques with ABS were tested including polymers solutions and melted polymers. The selected method was the one with the most reproducible results pillar diameter: 56 ± 7 nm, interpillar distance: 101 ± 16 nm, length: 73 ± 33 nm) and the most representative of industrial injection processes. The created surfaces were then characterized (MEB, DSC, ATR-FTIR, wettability). The fabrication process does not seem to degrade the ABS material and the topographical change increases the hydrophilicity of the surface. A stability study showed that the nanopillars were resistant to several sterilization processes (ethylene oxide, H2O2 plasma, Beta irradiation) and were maintained through time, which is an important element for applications in medical-devices.The second step of our work consisted of assessing bacterial adhesion on control and nanostructured ABS samples. Several biofilm tests were made with S. epidermis in static and dynamic conditions. Between 3 and 48 hours of culture, bacteria were removed from the surfaces and then viable plate counting was performed. No significant differences were observed between the samples. Microscopic observations (MEB, CSLM) seemed to confirm this result. Other bacteria with different morphologies were tested (S. aureus, K. pneumoniae, P. aeruginosa): bacterial adhesion was similar for the two surfaces. Therefore, we can conclude that our developed ABS surfaces with these specific nanopillars do not have an anti-adhesion effect on the tested bacteria. Recent researches showed that spacing between nanopillars is a critical factor on bacterial adhesion. The following step of our work would be to test new nanostructures using AAO molds with bigger interpore distance
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Iyer, Sweta. "Textiles luminescents utilisant des produits biosourcés : une approche bio-inspirée." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I026.
Full textAbstract:
Le transfert de connaissances inspirées par la nature vers des applications technologiques-la bioinspiration, a permis aux scientifiques de créer des solutions durables. La nature a conçu des biomolécules impliquées dans les phénomènes de bioluminescence et/ou photoluminescence chez certaines espèces vivantes. Lors des travaux de cette thèse, les pistes de conception de textiles luminescents ont été explorées, basées sur des phénomènes de luminescence observés dans la nature. Dans la première partie de la thèse, une étude bibliographique sur les phénomènes de luminescence observés dans la nature a été effectuée. Les résultats de cette étude ont permis la sélection du système de luminescence observée chez les bactéries lumineuses, pour des raisons telles que la disponibilité, la régénération du substrat, et du coût des composés biochimiques. Ce système fait intervenir deux enzymes, la luciférase bactérienne (Luc) et la FMN réductase (Red), ainsi que des substrats tels que la flavine mononucléotide (FMN) et des co-facteurs tels que le NADH et un aldéhyde à longue chaîne. Des écotechnologies telles que le plasma atmosphérique et le plasma à froid ont été utilisées pour l’activation de surface des fibres textiles permettant par la suite l’immobilisation des enzymes sur supports textiles. Principalement, l’activité catalytique et l’intensité de bioluminescence de système de bactéries lumineuses ont été évaluées et optimisées dans la phase aqueuse, par des mesures d’intensités à l’aide d’un luminomètre. De plus, le système de réaction optimisé a été incorporé aux textiles pour évaluer la bioluminescence, qui peut atteindre des valeurs aussi élevées que 60 000 RLU, équivalentes à celles des lampes LED. L’étude a révélé une première tentative réussie d’utiliser une stratégie biomimétique par l’immobilisation d’enzyme (s) sur un textile non tissé microfibreux activé par plasma pour produire des matériaux bioluminescents. La flavine mononucléotide- «FMN» est une ressource biosourcée dérivée de la riboflavine (RF). La présence du cycle isoalloxazine présent dans le RF et la FMN explique leur photoluminescence. Ainsi la conception des textiles bioluminesents/photoluminescents nécessite l’utilisation du FMN comme substrat dans un procédé enzymatique, mais le FMN utilisé seul, peut également produire des textiles photoluminescents. Différentes méthodes de fonctionnalisation ont été utilisées pour immobiliser la FMN au cœur ou à la surface de fibres textiles, pour la mise en œuvre des textiles photoluminescents, dont les rendements quantiques ont été mesurés. Les textiles cellulosiques fonctionnalisés par la méthode de diffusion, présentent une fluorescence jaune verdâtre mais aussi des propriétés multifonctionnelles telles que la protection UV et la coloration. L’utilisation des techniques telles que le jet d’encre et le chromojet (techniques d’impression numérique) permet d’immobiliser le FMN à la surface des fibres cellulosiques et de polyester. Certains tissus deviennent alors antibactériens, en plus d’autres propriétés acquises. L’étude de photodégradation du FMN sur les textiles imprimés montre une variation de l’intensité et de longueur d’ondes de fluorescence : la fluorescence jaune transite vers une fluorescence bleue puis blanche en fonction de la durée et de l’intensité d’exposition à la lumière. Par la suite, des panneaux non tissés en PET à motifs luminescents ont été conçus en utilisant après une préactivation de surface textile par le plasma, des méthodes classiques telles que l’impression cadre et l’enduction, à l’aide de certains biopolymères. Celles-ci permettent la création de motifs à la surface textile capables d’émettre la lumière et créer des expressions esthétiques intéressantes. Par conséquent, l’étude a permis d’explorer l’utilisation de produits biosourcés pour produire des textiles photoluminescents et bioluminescents en utilisant des méthodes de fonctionnalisation et éco-technologiquesTransfer of knowledge inspired by nature to technological applications has enabled scientists to create sustainable solutions. Nature has designed a few biobased molecules that are responsible for bioluminescence and photoluminescence in some living species. In this thesis, the potential use of luminescence phenomena existing in nature toward the attainment of luminescent textiles was explored. In the first part of the thesis, a detailed literature study on luminescence phenomena seen in nature, was reviewed. The results allowed the selection of luminous bacteria reaction system based upon the availability, regeneration of the substrate, and cost of biochemicals. The selected ‘luminous bacteria’ bioluminescent reaction involves two enzyme(s) bacterial luciferase (Luc) and FMN reductase (Red), a biobased substrate flavin mononucleotide (FMN) along with co-factors such as NADH and a long-chain aldehyde. Eco technologies such as air atmospheric plasma and cold remote plasma treatment were used for textile fiber surface activation, allowingenzyme immobilization. Primarily, the catalytic activity and luminescence efficiency of the luminous bacteria system were evaluated and optimized in the aqueous phase, by intensity measurements using a luminometer. Furthermore, the optimized reaction system was incorporated onto textiles to evaluate the bioluminescence effect. The evaluation of the bioluminescent system on textiles showed that the relative light intensity (RLU) as high as 60,000 RLU equivalent to that of LED light could be achieved. The study revealed its first successful attempt to utilize a biomimetic strategy for immobilization of enzyme(s) involved in the luminous bacteria reaction system onto a plasma-activated microfibrous nonwoven textile to attain bioluminescent materials that can be used for various applications. Besides, flavin mononucleotide widely known as 'FMN' is a biobased resource derived from riboflavin (RF). The isoalloxazine ring present in both the RF and FMN molecules attributes the photoluminescence phenomenon. Thus, with the emulation and design to obtain biomimetic luminescent textiles/bioluminescent materials using FMN as a substrate in enzymatic process, the potential use of native FMN molecule as such to produce photoluminescent textiles was also explored. Different functionalisation methods were used to immobilize the FMN inside the textile fiber or at the fiber surface, to produce photoluminescent textiles whose quantum efficiencies were determined Cellulosic textiles functionalized using diffusion method, exhibit greenish-yellow fluorescence, but possess equally multifunctional properties, such as UV protection and coloration. Later, the ability of FMN to implement photoluminescent textiles was explored using inkjet and chromojet (digital printing techniques) by immobilizing FMN on different textile fiber surface(cellulose and polyester). Some of such functionalized fabrics exhibit additionally, antibacterial properties along with other properties mentioned.. Furthermore, the photodegradation study of FMN on printed textiles resulted in varying fluorescence intensity and wavelength, shifting from yellow, to blue and then to white fluorescence, depending on the light irradiation time and intensity. Thereafter, glow-in-dark patterned PET nonwoven panels were designed after surface activation with plasma, using certain biopolymers through screen printing and coating methods. This can allow textile surface pattern designers to create light-emitting textiles with interesting aesthetic expressions. Hence, the study enabled to explore the use of biobased products to produce photoluminescent and bioluminescent textiles using functionalization and eco-technological methods
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Rubio, Céline. "Compréhension des mécanismes d'adhésion des biofilms en milieu marin en vue de la conception de nouveaux moyens de prévention." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066325.
Full text
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Budimir, Milica. "Modification of carbon nanocomposites by electromagnetic irradiation for biomedical application." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I050.
Full textAbstract:
La contamination microbienne est un problème très important dans le monde entier qui affecte de nombreux aspects de notre vie quotidienne: soins de santé, systèmes de purification de l'eau, stockage des aliments, etc. Les thérapies antibactériennes traditionnelles deviennent moins efficaces, car une utilisation et une élimination inadéquates des antibiotiques ont déclenché des mutations chez les bactéries qui ont conduit à de nombreuses souches résistantes aux antibiotiques. Par conséquent, il est très important de développer de nouveaux matériaux antibactériens pour combattre de manière efficace les bactéries planctoniques et leurs biofilms. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse était de développer deux nanocomposites différents carbone / polymère (oxyde de graphène réduit / polyéthylénimine et nanostructures de carbone / polyuréthane) originaux qui présentent d'excellentes propriétés antibactériennes à travers deux effets différents : photothermique et photodynamique. Une irradiation électromagnétique a été utilisée (rayonnement laser proche infrarouge ou rayons gamma) dans le but de déclencher l'effet photothermique et d'améliorer l'effet photodynamique des nanocomposites. Dans la première partie expérimentale de cette thèse, une stratégie simple et efficace pour la capture de bactéries et leur éradication par destruction photothermique est présentée. Le dispositif développé consiste en une interface à base de Kapton modifié avec des nano-trous d'or (Au NH), et recouvert d’une couche mince d'oxyde de graphène/ polyéthylèneimine (K / Au NH / rGO-PEI). Le dispositif K / Au NH / rGO- PEI a été efficace pour capturer et éliminer à la fois les bactéries planctoniques à Gram positif Staphylococcus aureus (S. aureus) et à Gram négatif Escherichia coli (E. coli) après 10 min d'irradiation à 980 nm. De plus, le dispositif développé s’est avéré efficace pour détruire et éradiquer des biofilms de Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) après 30 min d'irradiation. Dans la deuxième partie expérimentale de ce travail de thèse, la préparation d'un nanocomposite à base de nanostructures de carbone hydrophobes / polyuréthane (hCQD-PU) avec des propriétés antibactériennes améliorées induites par un prétraitement par irradiation gamma est présentée. Des nanostructures de carbone hydrophobes (hCQD), capables de générer des espèces réactives de l'oxygène (ROS) suite à une irradiation avec une lumière bleue de faible puissance (470 nm), ont été incorporées dans la matrice polymère en polyuréthane (PU) pour former un nanocomposite photoactif. Le nanocomposite ainsi formé a été exposé à différentes doses d'irradiation gamma (1, 10 et 200 kGy) afin de modifier ses propriétés physiques et chimiques et d'améliorer son efficacité antibactérienne. Le prétraitement par irradiation gamma a considérablement amélioré les propriétés antibactériennes du nanocomposite, et le meilleur résultat a été obtenu pour la dose d'irradiation de 200 kGy. Cet échantillon a permis l'élimination totale des bactéries après 15 min d'irradiation par la lumière bleue, pour les souches à Gram positif et à Gram-négatifMicrobial contamination is a very important issue worldwide which affects multiple aspects of our everyday life: health care, water purification systems, food storage, etc. Traditional antibacterial therapies are becoming less efficient, because inadequate use and disposal of antibiotics have triggered mutations in bacteria that have resulted in many antibiotic-resistant strains. Therefore, it is of great importance to develop new antibacterial materials that will effectively combat both planktonic bacteria and their biofilms in an innovative manner. In this context, the goal of this thesis was to develop two different carbon/polymer nanocomposites (reduced graphene oxide/polyethylenimine and carbon quantum dots/polyurethane) which exhibit excellent antibacterial properties through two different effects: photothermal and photodynamic. Electromagnetic irradiation was used (near-infrared laser radiation or gamma rays) in these experiments, for the purpose of triggering the photothermal effect and enhancing the photodynamic effect of the nanocomposites. In the first experimental part of this thesis, a simple and efficient strategy for bacteria capture and their eradication through photothermal killing is presented. The developed device consists of a flexible Kapton interface modified with gold nanoholes (Au NH) substrate, coated with reduced graphene oxide-polyethyleneimine thin films (K/Au NH/rGO-PEI). The K/Au NH/rGO–PEI device was efficient in capturing and eliminating both planktonic Gram-positive Staphylococcus aureus (S. aureus) and Gram-negative Escherichia coli (E. coli) bacteria after 10 min of NIR (980 nm) irradiation. Additionally, the developed device could effectively destroy and eradicate Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) biofilms after 30 min of irradiation. In the second experimental part, the preparation of a hydrophobic carbon quantum dots/polyurethane (hCQD-PU) nanocomposite with improved antibacterial properties caused by gamma-irradiation pre-treatment is presented. Hydrophobic quantum dots (hCQDs), which are able to generate reactive oxygen species (ROS) upon irradiation with low power blue light (470 nm), were incorporated in the polyurethane (PU) polymer matrix to form a photoactive nanocomposite. Different doses of gamma irradiation (1, 10 and 200 kGy) were applied to the formed nanocomposite in order to modify its physical and chemical properties and improve its antibacterial efficiency. The pre-treatment by gamma-irradiation significantly improved antibacterial properties of the nanocomposite, and the best result was achieved for the irradiation dose of 200 kGy. In this sample, total bacteria elimination was achieved after 15 min of irradiation by blue light, for Gram-positive and Gram-negative strains
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Feurgard, Ivan. "Développement d’une méthode de réparation des matériaux cimentaires fissurés par biocicatrisation." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11843.
Full textAbstract:
La maintenance des ouvrages en matériaux cimentaires fissurés a un coût économique et
environnemental considérable, les méthodes de traitement actuelles étant polluantes et d’une
efficacité limitée à long terme. La biocicatrisation, reposant sur la formation d’un dépôt de carbonate
de calcium d’origine bactérienne au sein des fissures du matériau, est une alternative durable et
écologique aux résines synthétiques. Cette thèse a pour objectif de créer une méthode de
biocicatrisation de fissures d’ouvertures comprises entre 150 et 500 μm, en optimisant sa mise en
oeuvre pour une utilisation commerciale. Cette méthode repose sur l’injection de bactéries dans les
fissures, par le biais d’un milieu épaissi favorisant la précipitation de CaCO3 biosourcé. Pour ce faire, ce
travail de thèse repose sur trois axes. Dans un premier temps, le milieu épaissi est créé puis ses
propriétés rhéologiques sont optimisées à l’aide de mesures rhéologiques et d’essais d’injection dans
des éprouvettes de mortier fissurées. Dans un deuxième temps, l’effet de l’épaississement du milieu
sur la croissance de B. pseudofirmus et sur la bioproduction de carbonate de calcium est évalué. Enfin,
des essais de biocicatrisation sont conduits en conditions contrôlées et en milieu extérieur sur des
matériaux fissurés afin de vérifier le potentiel de cette méthode à différentes échelles allant de
l'éprouvette de mortier à la dalle de béton. Les essais réalisés ont permis de formuler une suspension
thixotropique et rhéofluidifiante en combinant deux épaississants, le Welan et l’Attagel. Cette
suspension peut être injectée efficacement et sans drainage dans des fissures de 150 à 800 μm
d’ouverture. L’ajout d’épaississants n’a pas d’impact sur la croissance de B. pseudofirmus et augmente
la production de carbonate de calcium par les bactéries. Les essais de biocicatrisation ont démontré
que l’utilisation de milieu épaissi contribue durablement au colmatage des fissures en formant un film
solide lors de son séchage, et constitue un support au sein duquel les bactéries peuvent réaliser le
processus de biocicatrisation malgré les fortes contraintes imposées par une utilisation in situ. A
l’issue du traitement de biocicatrisation, la production de CaCO3 au sein des fissures par la souche
bactérienne d’étude, B. pseudofirmus, a pu être démontrée par des observations microscopiques
(MEB). Les essais menés au cours de ce projet ont permis de mettre au point une méthode de
biocicatrisation ayant un potentiel pour une utilisation commerciale, se démarquant par sa facilité
d’emploi et le cumul entre colmatage abiotique et biologique.Abstract : Maintenance of cracked cementitious materials comes at a high environmental and economic cost, as current reparation technologies are polluting and lack long-term durability. Bio-healing, which relies on the clogging of cracks with bacterial calcium carbonate, is a durable and environmentfriendly alternative to synthetic resins. Indeed, calcium carbonate, calcite in particular, is a long-lasting material, and bacterial activity does not require the use of any toxic chemicals. Based on a previous study proving the bio-healing potential of the bacteria Bacillus pseudofirmus under controlled conditions, this project aims to design a bio-healing method allowing to repair cracks from 150 to 500 µm wide and fitting commercial use. This method relies on the injection of bacteria in cracks, using a thickened medium which enhances CaCO3 bioproduction. To achieve this goal, the work was organized according to three phases. The first phase is to create and characterize the thickened medium through rheological measurements and injection tests in cracked mortars. For the second phase, the effect of the thickened medium on bacterial growth and bioproduction of CaCO3 is assessed through growth experiments. For the third phase, bio-healing tests are performed in a controlled environment and outdoors on cracked materials in order to confirm the potential of this method for commercial use, for lab and pilot scales. During the rheological experiments, we created a thixotropic and shear-thinning suspension using two thickeners in combination, Welan and Attagel. This suspension can be efficiently injected into 150 and 800 µm wide cracks without post-injection drainage. Adding thickeners does not alter bacterial growth, and increases CaCO3 bioproduction. Biocicatrisation tests revealed that the use of a thickened suspension contributes to sealing of cracks as it dries to form a solid film inside the cracks, and embed the bacteria so they could precipitate significant amounts of CaCO3 despite the constraints of in situ conditions. At the end of the bio-healing treatment, the strain B. pseudofirmus has been proven to precipitate CaCO3 through SEM observations. The experiments which have been performed during this PhD led to the creation of a bio-healing method which holds a true potential for commercial use, as it is particularly easy to use and combines biotic and abiotic sealing of the cracks.
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Creti, Christian. "Fermentation méthanique et désulfuration de gaz par voie bactérienne : proposition d'un bioréacteur de désulfuration, optimisation des deux opérations du procédé." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066309.
Full textAbstract:
Conception et réalisation d'un pilote de laboratoire de 20 litres, garni de supports bactériens en PVC, en vue de produire du biogaz (avec des teneurs en H2s au moins égales à 0,3%. ) Emploi de déchets agro-alimentaires riches en sulfates. L'automatisation est réalisée en connectant des capteurs et des actionneurs à un ordinateur industriel. Le biogaz produit passe en continu et en ligne dans un bioréacteur de désulfuration en molécules organiques. Proposition d'un modèle intégrant les différentes vitesses de réaction. Perspectives de synthèse de molécules à haute valeur ajoutée.
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Sergent, Anne-Sophie. "Biominéralisation et réactivité de la rouille verte carbonatée par shewanella putrefaciens en système hétérogène fermé et en écoulement continu." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0355/document.
Full textAbstract:
Les rouilles vertes sont des hydroxysels mixtes Fe(II)-Fe(III) présents dans les sols hydromorphes sous forme de fougérite. Elles sont connues pour être capable de réduire des polluants organiques et métalliques. Les rouilles vertes peuvent être produites à partir de la bioréduction de lépidocrocite [gamma]-FeOOH par Shewanella putrefaciens, une bactérie ferriréductrice. En vue de comprendre leur formation dans l'environnement et d'utiliser leur réactivité dans la mise en place, à terme, d'un système de dépollution des sols et des eaux (colonne de sable), nous avons étudié leur formation dans un système en batch en présence d'une phase siliceuse (sable et acide silicique) et en présence de polymères organiques synthétiques (polyacrylate PAA et polyacrylamide PAM) afin de mimer la présence des corps bactériens. La silice est les polymères apparaissent comme de bons agents stabilisateurs, favorables à la formation des rouilles vertes. Les rouilles vertes formées en présence de ces agents stabilisateurs conservent leur capacité réductrice vis-à-vis d'un polluant organique, le rouge de méthyle et d'un polluant métallique, le mercure Hg2+. Nous avons ensuite transposé notre système en batch dans une colonne de sable + lépidocrocite [gamma]-FeOOH, soumise à un régime hydrodynamique. Nous avons réussi à former et à caractériser une rouille verte comme minéral secondaire de la bioréduction de la lépidocrocite par Shewanella putrefaciensGreen rusts are mixed species Fe(II)-Fe(III) present in hydromorphic soils as fougerite. They are capable to reduce organic and metallic pollutants. Green rusts may be produced from the bioreduction of lepidocrocite [gamma]-FeOOH by Shewanella putrefaciens, a dissimilatory iron reducing bacteria. In order to understand their formation routes in the environment and eventually, use their reactivity in a system for soil and water remediation (sand column), we studied their formation in a batch system with silica phase (quartz sand and silicic acid) and with two organic polymers (PAA polyacrylate and polyacrylamide PAM).The silica polymers appear to be good stabilizers, favorable to the formation of green rusts. Green rusts formed in the presence of the stabilizing agents retain their reductive capacity toward an organic pollutant, methyl red and a metallic pollutant, mercury Hg2+. Then, we have transposed our system in a flow through column of sand + lepidocrocite [gamma]-FeOOH. The carbonate green rust was formed and identified as secondary mineral of lepidocrocite bioreduction by Shewanella putrefaciens
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Aslam, Rizwan. "Les peptides antimicrobiens dérivés de la chromogranine A et Staphylococcus aureus : de l'analyse de l'interaction hôte-pathogène au développement de revêtement de polymère antimicrobien." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01059511.
Full textAbstract:
Les chromogranines (Cgs) sont une famille de protéines acides exprimées dans les granules des cellules neuroendocrines et immunitaires. Plusieurs peptides dérivés des Cgs présentent des activités antimicrobiennes. L'objectif de ma thèse est d'évaluer l'interaction hôte-pathogène et ensuite de développer un polymère antimicrobien avec insertion du peptide antimicrobien cateslytin (CTL).Dans une première partie, nous avons évalué l'aptitude de la leukotoxine LukE/D à induire la sécrétion des neutrophiles et rôle des protéases bactériennes à dégrader les peptides dérivés de la CgA. Les neutrophiles activés sécrètent de nombreux composés que nous avons identifiés. De plus, la dégradation des PAMs dérivés de la CgA par les protéases de S.aureus a été déterminée. Sur tous les PAMs testés, CTL est le seul qui tue S.aureus et résister à dégradation. Par ailleurs, CgA et CgB sont dégradés par la protéase Glu-C pour produire de nouveaux fragments sans activité antibactérienne, mais d'activité antifongique.Dans une deuxième partie, nous avons décidé de préparer un revêtement conjugué à CTL. CTL-C est utilisé pour préparer des films avec le dépôt alterné de CHI et HA-CTL-C. Par la suite nous avons synthétisé HAFITC-CTL-C and HAFITC pour analyser leur interaction. HAFITC-CTL-C est rapidement détectable dans le cytoplasme sans provoquer la lyse cellulaire. De plus, les films contenant CTL-C ne sont pas toxiques pour les fibroblastes gingivaux humains.En conclusion, CTL est le seul peptide antimicrobien dérivé de la CgA qui peut tuer S.aureus et résiste à la dégradation protéolytique, ce qui est de bon augure pour de nouvelles études visant à développer des biomatériaux antimcrobiens.
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El-Habnouni, Sarah. "Modification chimique de biomatériaux à base de polyesters dégradables : du modèle en solution à l'application en surface." Thesis, Montpellier 1, 2011. http://www.theses.fr/2011MON13510/document.
Full textAbstract:
Les polyesters aliphatiques dégradables tels que la poly(e-caprolactone) (PCL), le poly(glycolide) (PGA) ou le poly(lactide) (PLA) présentent de nombreuses applications dans le domaine biomédical. Lors de leur utilisation comme implant, le contrôle des propriétés de surface des polyesters est d'un intérêt considérable. En effet, les interactions avec le milieu vivant ont lieu aux interfaces. Ce travail de thèse vise donc le développement d'une méthode simple et généralisable de couplage de petites molécules, macromolécules et biomolécules sur des surfaces de PLA, en évitant sa dégradation. Cette méthode est basée sur une stratégie en deux étapes, initialement développée en solution sur la PCL et comprenant une activation anionique dans des conditions spécifiques, suivie de la fonctionnalisation par un groupe propargyle afin d'obtenir une surface de PLA « clickable ». Cette méthodologie a ensuite été utilisée pour synthétiser des surfaces de PLA (bio)actives anti-bactériennes et visibles en IRM. Les stratégies ont été initialement développées et optimisées en milieu homogène avec la PCL. Ensuite, les surfaces de PLA ont été modifiées, en milieu hétérogène, par CUAAC de poly(ammonium quaternaire)s fonctionnalisés azoture et d'un complexe de gadolinium fonctionnalisé azotureBiodegradable aliphatic polyesters such as poly(e-caprolactone) (PCL), poly(glycolide) (PGA) or poly(lactide) (PLA) are widely used in biomedical applications. When employed as an implantable material, the control of the surface properties of polyesters is of great interest because biochemical reactions occur on the surface or at interfaces. This work proposes a simple and versatile method to immobilize simple molecules, macromolecules, and biomolecules on PLA surfaces while preventing polymer degradation. The method is based on a one-pot, two-step procedure, first developed in solution with PCL and comprises an anionic activation under selected conditions followed by propargylation to form a ¡°clickable¡± PLA surface. This methodology is then employed to generate bioactive surfaces, namely antibacterial PLA surfaces and MRI-visible PLA surfaces. In a first place, chemical strategies are developed and optimized in homogeneous systems using PCL. Subsequently, PLA surfaces are modified, under heterogeneous conditions, by grafting of well-defined ¦Á-azido-functionalized poly(quaternary ammonium)s and an ¦Á-azido-functionalized complex of gadolinium to the propargylated PLA surface using "click" chemistry
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Racicot, Guérard Roxane. "Effet des chaînes de poly(4-vinylpyridinium) sur l'adhésion de bactéries pathogènes aux surfaces." Thèse, 2008. http://hdl.handle.net/1866/7190.
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