Doctorant (H/F) : Matériaux organosiliciés mésoporeux périodiques à base de polymères fonctionnels pour

Sujet de thèse :
Contexte: L’utilisation d’implants orthopédiques est de plus en plus répandue de nos jours en raison du vieillissement de la population, de l’augmentation des fractures liées à l’osthéoporose, de la hausse de l’obésité et de la pratique de sports extrêmes. Pour répondre à ces besoins croissants, les implants à base de titane (Ti) et de ses allianges sont des matériaux de choix en raison de leur biocompatibilité et de leurs propriétés mécaniques et d’anticorrosion.(1-3) Cependant, les infections liées aux implants demeurent l’une des complications les plus graves pouvant entraîner la destruction des tissus locaux, une invalidité ou une morbidité chez le patient, voire son décès.(4) Il est donc nécessaire de développer des systèmes plus performants pour le revêtement de surface des implants. Dans cette optique, le projet PIANOLA, financé par l’ANR, propose de mettre au point de nouvelles nanoparticules hybrides à base de polymères. Ce travail est le fruit d’une collaboration entre l’ICGM (expert en chimie des polymères et en nanoparticules de type organosilice mésoporeuse périodique (PMO), INTHERNA (Inserm – Orléans, spécialiste du développement et de la délivrance biomolécules à base d’ARN), et CB3S (Université Sorbonne Paris Nord, expert en biomatériaux).

Objectifs : L’objectif de cette thèse est de développer des nanoparticules (NPs) hybrides à base de PMO,(5,6) contenant dans leur structure des polymères synthétisés par polymérisations radicalaires contrôlées.(7-9) Ces polymères seront porteurs de groupements fonctionnels soigneusement sélectionnés afin de répondre aux exigences de l’application visée tout en permettant la synthèse des NPs. Ces NPs seront conçues pour encapsuler des biomolécules favorisant la croissance cellulaire et seront ensuite déposées sous forme de film mince à la surface d’un implant à base de titane, afin d’en améliorer la biocompatibilité. Des études de toxicité et de vieillissement de ces NPs seront réalisées afin d’évaluer leur adéquation aux applications biologiques visées.


Références
1. M. Niinomi Mechanical biocompatibilities of titanium alloys for biomedical applications. J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2008, 1, 30–42.
2. M. Niinomi Recent metallic materials for biomedical applications. Metall. Mater. Trans. A 2002, 33, 477.
3. M. Long et al. Titanium alloys in total joint replacement—a materials science perspective. Biomaterials 1998, 19, 1621–1639.
4. R. O. Darouiche Treatment of Infections Associated with Surgical Implants. N. Engl. J. Med. 2004, 350, 1422–1429.
5. H. Li et al. Preparation and characterization of novel mixed periodic mesoporous organosilica nanoparticles. Materials 2020, 13, 1569.
6. H. Li et al. Periodic mesoporous organosilica nanoparticles with BOC group, towards HIFU responsive agents. Molecules 2020, 25, 974.
7. A. Ruiu et al. Synthesis and phase behavior of a platformof CO2-soluble functional gradient copolymers be
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