Prof Goycoolea, professeur invité et Seminaire : Functional biopolymers: Key building blocks of soft nanomaterials for life science applications

Le Prof Goycoolea, professeur à la faculté de biologie de Munster (Westfälische Wilhelms-Universität Münster) est invité pour un mois cette année au laboratoire.

Il donnera une conférence intitulée « Functional biopolymers: Key building blocks of soft nanomaterials for life sciences applications » ouverte à tous le mercredi 28 septembre à 10h en salle J Bordet.

Vous trouverez son CV ici!

Journée Jeune Chercheurs 2016

La JJC du LAGEP se tiendra le 01 juin 2016!

Veuillez trouver le programme de la Journée Jeunes Chercheurs ICI.
La journée aura lieu dans le grand amphithéatre de CPE.

Thèse : « Simulation numérique et étude expérimentale de la chromatographie membranaire pour la séparation de biomolécules »

Chalore Teepakorn a le plaisir de vous inviter à sa soutenance de thèse intitulée « Simulation numérique et étude expérimentale de la chromatographie membranaire pour la séparation de biomolécules ».

Elle aura lieu à 14h00 mercredi 16 décembre 2015, à la salle de conférence de la Bibliothèque Universitaire.

Cette thèse est réalisée sous la direction de Mme. Catherine Charcosset et M. Koffi Fiaty. Pour plus de détail, vous pouvez trouver le résumé de thèse, ci-dessous.

Résumé :
La chromatographie membranaire est une alternative à la chromatographie classique
sur résine basée sur le transport convectif des solutés à travers une membrane microporeuse plutôt que par le transport diffusif des solutés dans les particules de résines. Cette technique présente les avantages de diminuer les phénomènes de diffusion, de réduire les temps de séjour et les pertes de charge, et de permettre la purification rapide de quantités importantes de molécules. La chromatographie membranaire connaît un fort succès commercial. Une gamme importante de membranes chromatographiques mettant en jeu différents mécanismes de rétention (échange d’ions, affinité, etc.) et différentes géométries (feuille, spirale, etc.) est actuellement commercialisée. Malgré ce succès, différents aspects relatifs à la chromatographie membranaire restent mal connus. Cette thèse de doctorat se propose de répondre à certaines questions relatives à cette technique.

Mots-clés:
Chromatographie membranaire, Echange d’ions, Courbe de perçage, Capacité d’adsorption, Chromatographie à flux axial, Chromatographie à flux radial.

Thèse : « Préparation et évaluation de particules submicroniques théranostiques pour applications biomédicales: imagerie et therapie ».

Iqbal a le plaisir de vous inviter à sa soutenance de thèse intitulée « Préparation et évaluation de particules submicroniques théranostiques pour applications biomédicales: imagerie et therapie ».

Cette thèse est réalisée, sous la direction de Dr. Abdelhamid Elaissari et Professeur Hatem Fessi.
La soutenance se tiendra le Vendredi 13 Novembre 2015 à 14h à la salle Jacques Bordet.

Résumé
L’objectif de cette étude était de préparer et de caractériser les particules submicroniques multifonctionnelles utilisables simultanement
pour le diagnostic et le traitement de plusieurs maladies mortelles telles que le cancer. Pour ce faire, une étude systématique a été réalisée afin
de comprendre les mécaniqmes impliqués et d’optimiser les paramètres du procédé de double emulsion-évaporation de solvant pour la préparation de
ces particules. Pour l’imagerie in vitro, des nanoparticules polymériques fluorescentes ont été encapsulées dans une matrice polycaprolactone
degradable en utilisant le procédé de la émulsion double-évaporation de solvant. Pour l’imagerie in-vivo, des nanoparticules d’or colloïdal ont
été préparées et encapsulées via le même procédé et parfaitement caractérisées. Enfin, pour application theranostic, les nanoparticules
d’or (comme agent de contraste) et un actif moléculaire (hydrophile Nefopam et hydrophobe benzoate de benzyle) ont été encapsualés
simultanement dans des particules de polycaprolactone. Ces particules multifonctionnelles ont été caractérisées et évaluées in vitro comme model
de pénétration cutané.

Thèse :Élaboration de nanoparticules contenant l’alendronate de sodium pour une application en ostéoporose

Karim Miladi a la plaisir de vous inviter à sa soutenance de thèse intitulée:

« Élaboration de nanoparticules contenant l’alendronate de sodium pour une application en ostéoporose »

La soutenance aura lieu le vendredi 27 Novembre 2015 à 14h30 à la salle Jacques Bordet.

Le jury sera composé de:

Dr. Gillian BARRATT, CNRS, Université Paris Sud, France, rapporteur
Pr. Sami BOUFI, Faculté des sciences de Sfax, Université de Sfax, Tunisie, rapporteur
Pr. Abderrahman BOURAOUI, Faculté de pharmacie de Monastir, Université de Monastir, Tunisie, examinateur
Dr. Abdelhamid ELAISSARI, CNRS, Université Claude Bernard-Lyon1, France, directeur de thèse
Pr. Hatem FESSI, CNRS, Université Claude Bernard-Lyon 1, France, co-directeur de thèse
Pr. Souad SFAR, Faculté de pharmacie de Monastir, Université de Monastir, Tunisie, co-directeur de thèse

Résumé de la thèse:

L’ostéoporose est la maladie métabolique la plus fréquente qui touche l’os. Plusieurs substances actives sont utilisées pour le traitement pharmacologique de cette maladie. Cependant, ce sont les bisphosphonates et surtout l’alendronate de sodium, qui sont prescrits en première intention. L’alendronate de sodium est, en effet, très efficace mais présente une faible absorption quand il est administré par la voie orale. Sa solubilité dans l’eau est est de 20 mg/ml. Il présente en outre une faible biodisponibilité (de 0,6 à 0,7%). Cette substance active est aussi à l’origine d’effets indésirables d’irritation au niveau de l’œsophage, l’estomac et l’intestin. Ces effets sont dus à un contact local des cristaux de la substance active avec la muqueuse. L’approche d’encapsulation des substances actives dans des particules polymériques a permis d’obtenir plusieurs bénéfices thérapeutiques comme l’amélioration de la biodisponibilité et la diminution des effets indésirables. Dans la première partie de notre étude, on a réalisé l’encapsulation de l’alendronate dans des nanoparticules à base de poly--caprolactone en utilisant la nanoprécipitation et l’émulsion double. Les nanoparticules obtenues ont une forme sphérique et une taille comprise entre 200 et 450 nm. Le meilleur pourcentage d’encapsulation a été de 34% et il a été obtenu avec la technique d’émulsion double. Ceci confirme que cette méthode est plus adaptée à l’encapsulation des molécules hydrophiles. Le profil de libération in vitro a montré deux phases : une première phase de libération relativement rapide et une deuxième phase beaucoup plus lente. L’analyse par modélisation mathématique a montré que la libération in vitro de l’alendronate se fait par diffusion et relâchement des chaines polymériques. Dans la deuxième partie expérimentale, une alternative plus intéressante que l’encapsulation dans de la poly--caprolactone a été proposée. Il s’agit de l’utilisation du chitosane qui est un polymère naturel hydrophile. Ceci a permis d’éviter l’utilisation de solvants organiques. En plus, une optimisation du pourcentage d’encapsulation a été obtenue (70%) en utilisant la gélification ionique. C’est une technique d’encapsulation simple qui est basée sur le passage d’un polymère en solution à l’état gel suite à une interaction électrostatique avec un polyanion. Les nanoparticules obtenues ont une forme sphérique et une taille allant de 91 à 175 nm en fonction des paramètres opératoires. Le profil général de libération in vitro a été similaire à celui obtenu avec la première étude mais l’avantage est que la libération a été plus rapide. Ceci rend possible une application in vivo des particules préparées. Ces particules peuvent présenter une alternative intéressante pour le traitement de l’ostéoporose par voie orale. Des études in vivo chez le rat ont été réalisées pour étudier la biodisponibilité et la tolérance gastro-intestinale de ces particules.

Thèse : Microencapsulation d’agent antimicrobien pour le développement de conditionnements primaires fonctionnalisés

Jessica Bile défendra sa thèse intitulée: « Microencapsulation d’agent antimicrobien pour le développement de conditionnements primaires fonctionnalisés » le mercredi 21 octobre 2015 à 14h30 dans l’amphithéâtre de physique nucléaire (bâtiment Dirac, 4 rue Enrico Fermi, 69622 Villeurbanne.

Résumé
Il existe aujourd’hui un réel besoin de produits cosmétiques contenant une
teneur réduite en conservateur ce qui représente un véritable challenge
technologique. Dans ce contexte, le conditionnement primaire joue un rôle
majeur et doit être force de propositions. L’objectif de cette étude est
de réaliser un conditionnement actif antimicrobien par enduction d’un film
mince contenant des microparticules d’agent antimicrobien. Le but de ce
conditionnement primaire fonctionnalisé est d’assurer la protection de la
formulation à des endroits ciblés sensibles à la contamination. Cette
action spécifique permettra de réduire la concentration en agent
antimicrobien au sein de la formule à la dose minimale nécessaire pour
assurer la conservation du produit.
Dans un premier temps, ce travail a concerné la réalisation de
microparticules chargées en agent antimicrobien suivant la technique de
microencapsulation par évaporation de solvant en émulsion simple.
Différentes morphologies ont été obtenues avec des microparticules
éloignées du standard lisse, démontrant des cicatrices et des défauts, de
la rugosité ou encore des trous. Les paramètres ainsi que les mécanismes
physico-chimiques responsables des dégradations morphologiques ont été
identifiés et discutés. Il a été démontré que les paramètres de
formulation tels que la masse et masse molaire du polymère ou encore la
présence de tensioactifs ainsi que les paramètres du procédé tels que la
force et la vitesse de cisaillement modifient l’état de surface finale des
microparticules. Ce travail a notamment prouvé qu’il existe une
compétition entre la cinétique d’évaporation du solvant et la vitesse de
coalescence des gouttelettes d’émulsion qui est à l’origine des
dégradations morphologiques. Suite à cette étude, les microsphères
résultantes contenant de l’alcool phényléthylique ont été enduites à la
surface du conditionnement primaire polyoléfine sous forme de films minces
de différentes épaisseurs grâce à la technique de revêtement par
immersion. L’introduction de microparticules au sein du liant ralentit la
diffusion de l’agent antimicrobien en augmentant le nombre de matrices
polymériques à traverser pour atteindre le milieu extérieur. La
réalisation de telles couches a permis d’obtenir des libérations sur des
périodes supérieures à au moins trois mois ce qui est 15 fois plus
important que celles obtenues pour l’agent antimicrobien non encapsulé. Ce
travail de thèse a également étudié l’activité antimicrobienne de l’alcool
phényléthylique au sein d’une émulsion. Il a été mesuré le partage de
l’alcool phényléthylique entre les phases aqueuse, huileuse et micellaire
de l’émulsion. Les résultats obtenus ont permis de développer un modèle
mathématique calculant la fraction en agent antimicrobien libre présent en
solution aqueuse. Ce dernier a été corrélé à des dosages de l’émulsion et
des mesures microbiologiques utilisant les cinq souches microbiennes du
challenge test sur 14 jours. Ainsi, il a été démontré que les calculs
permettent de prédire la concentration en conservateur nécessaire afin
d’assurer la protection antimicrobienne des formulations. Cette étude a
notamment prouvé que la quantité d’alcool phényléthylique nécessaire à la
conservation des formulations est respectivement 1,6 et 4,3 fois plus
importante dans une solution micellaire et une émulsion par rapport à une
solution aqueuse.

Mots clefs
Microencapsulation par évaporation de solvant, conservateur, film mince
antimicrobien, cinétique de libération, alcool phényléthylique,
conditionnement actif antimicrobien

Thèse :Emulsions de Pickering : Approche théorique et applications. Analyse physico-chimique des phénomènes interfaciaux. Obtention d’émulsions de Pickering nanométriques de manière spontanée et d’émulsions foisonnées de Pickering

Laure RIDEL soutiendra le lundi 19 octobre 2015 à 14h dans l’Amphithéâtre de Physique Nucléaire (situé sur le domaine de la Doua, au bâtiment Dirac, 4 rue Enrico Fermi, 69622 Villeurbanne Cedex) sa thèse de doctorat

« Emulsions de Pickering : Approche théorique et applications. Analyse physico-chimique des phénomènes interfaciaux. Obtention d’émulsions de Pickering nanométriques de manière spontanée et d’émulsions foisonnées de Pickering. ».

Résumé :

La spécificité des émulsions de Pickering repose sur la présence de particules stabilisantes, substituant l’utilisation de tensio-actifs. Les particules s’adsorbent de manière irréversible aux interfaces des gouttes d’émulsions, leur conférant une stabilité à long terme.

L’objectif de cette thèse a été de comprendre, développer et optimiser des procédés permettant la fabrication de différents types d’émulsions de Pickering grâce à des nanoparticules de silice. Trois projets ont vu le jour dans ce travail : (i) Tout d’abord une approche théorique concernant l’étude physico-chimique des interfaces d’émulsions de Pickering stabilisées par des nanoparticules de silice individuelles non-agrégées. L’adsorption de ces nanoparticules sous forme de mono- ou multi- couches aux interfaces des gouttes d’émulsion a pu être mise en évidence en fonction du ratio Huile/Silice intégré au milieu. A haut ratio, le diamètre des gouttes d’émulsion dépend des paramètres de formulation. Des monocouches de nanoparticules peuvent s’adsorber aux interfaces avec un taux de couverture maximal de 54% à la surface des gouttes d’huile. Tandis qu’à bas ratio, le diamètre des gouttes dépend du procédé de fabrication de l’émulsion. Des multicouches de nanoparticules s’adsorbent aux interfaces. (ii) La taille des gouttes d’émulsion a ensuite été réduite par divers procédés afin d’obtenir des nanoémulsions de Pickering, également appelées NanoPickering. La première étape consistait à tester la viabilité de telles émulsions en les fabriquant par un procédé fort en énergie, i.e. la sonication. Dans un second temps un procédé faible en énergie a été utilisé : la nanoprécipitation. Il a ainsi été possible d’obtenir des nanoémulsions de Pickering stables sur plus d’un mois. Cependant, la quantité d’huile maximale incorporable au système final reste faible (environ inférieure à 1wt%). (iii) Une nouvelle application a été développée en parallèle permettant de formuler des émulsions foisonnées de Pickering, intégralement stabilisées par des nanoparticules. Il est possible d’obtenir deux types d’émulsions foisonnées de Pickering : les premières ont une très forte teneur en air ; les secondes sont stables en termes de hauteur grâce à un phénomène de gélification qui a lieu après un changement d’état macroscopique.

L’ensemble de ces résultats confirme que les émulsions de Pickering offrent encore à ce jour la possibilité de découvrir de toutes nouvelles applications fabriquées par des procédés innovants. Par exemple, les nanoémulsions sans émulsifiant émulsifiées de manière spontanée, ou encore les émulsions foisonnées intégralement stabilisées sans émulsifiant. De plus, les approches théoriques restent également nombreuses, et les études des phénomènes interfaciaux sont encore des questions scientifiques très actuelles.

MOT-CLES : Emulsions de Pickering, Interfaces, Monocouches, Multicouches, Nanoémulsions, NanoPickering, Sonication, Nanoprécipitation, Effet Ouzo, Emulsions Foisonnées de Pickering, Nanoparticules de silice individuelles non-agrégées.

PICKERING EMULSIONS: THEORETICAL APPROACH AND APPLICATIONS. INTERFACIAL PHYSICO-CHEMICAL ANALYSIS. OBTENTION OF PICKERING NANOEMULSIONS BY SPONTANEOUS EMULSIFICATION AND PICKERING AERATED EMULSIONS.

Pickering emulsions are emulsions stabilized by solid particles in opposition to emulsifiers-stabilized emulsions. The stabilization of Pickering emulsions comes from a strong adsorption of solid particles at the oil-water interface that builds a rigid barrier against coalescence.

The aim of this work was to understand, develop and optimize methods for the fabrication of different types of Pickering emulsions stabilized by silica nanoparticles. Three mains axes can be exposed: (i) Firstly, a theoretical approach on the physico-chemical interfacial phenomena of Pickering emulsions stabilized by non-aggregated individual silica nanoparticles. Adsorption as mono- or multi-layers can be reached depending the Oil/Silica ratio. Two behaviors were observed: At high oil/silica mass ratio, the oil/water interface was covered by a monolayer of non-aggregated silica particles. Stable emulsions were stabilized by a monolayer of silica particles at 54% coverage of the oil droplets surface. Oil droplet diameter depends on formulation parameters. Adsorption as multilayers was reached at lower oil/silica mass ratio and oil droplet diameter depends on fabrication process. (ii) Droplets diameters could be reduced thanks to various processes in order to obtain Pickering nanoemulsions, also called NanoPickering. The first step was to test the viability of such emulsions using a high energy process (sonication). Then, a low energy process (nanoprecipitation) was used. Stable Pickering nanoemulsions can be made on more than one month. However, the oil quantity obtained in the final media is low (less than 1wt%). (iii) In parallel, a new application was developed allowing the formulation of Pickering aerated emulsions, totally stabilized by nanoparticles. Two types of Pickering whipped emulsions can be made. One which has high air content or one which has a stable height, thanks to a gelification phenomenon. This occurs after a macroscopic change of state.

All of these results confirm that Pickering emulsions offer the opportunity to discover new applications made by innovative processes. For instance, NanoPickering made by spontaneous emulsification, or Pickering whipped emulsion fully stabilized without emulsifiers. Moreover, theoretical approaches and interfacial phenomena studies are still current scientific questions.

KEY WORD: Pickering emulsions, Interfacial, Monolayer, Multilayer, Nanoemulsions, NanoPickering, Sonication, Nanoprecipitation, Ouzo Effect, Pickering aerated emulsions, Non-aggregated individual silica nanoparticles.

Premier prix de poster pour Iqbal Muhammad à Advanced Materials World Congress

Iqbal Muhammad a reçu le premier prix de poster au congrès Advanced Materials World Congress (23-26 August 2015,Viking Line, Stockholm, Sweden)

JJC le 04 Juin, amphi Physique Nucléaire

Le programme se trouve ICI.

Cette année la JJC aura lieu le Jeudi 04 Juin dans l’amphi de Physique Nucléaire.

Elodie, Eyad, Fayez