Hydrogels injectables thermostimulables : relations structure/propriétés

Ce travail de thèse porte sur le développement d’hydrogels injectables thermostimulables. Dans le cadre de la délivrance de principes actifs, l’objectif est de partir d’une solution de polymère suffisamment fluide à température ambiante pour pouvoir être injectée à un endroit ciblé du corps et d’obtenir une gélification rapide de la formulation une fois introduite en milieu physiologique. Pour aborder cette étude, une large plateforme de copolymères greffés a été développée à partir de squelettes hydrophiles et de greffons thermosensibles caractérisées par leur LCST en milieu aqueux. Dans un premier temps, un système entièrement synthétique à base de poly(acide acrylique)-g-poly(N-isopropyl acrylamide) a été utilisé comme système modèle. Les relations structure/propriétés ont alors été établies en étudiant l’impact de la taille du squelette, de la taille des greffons et du taux de greffage sur la transition de phase et sur les propriétés rhéologiques dans le domaine linéaire (modules dynamiques) ainsi qu’aux grandes déformations (test d’adhésion). En régime enchevêtré, il a été montré que les propriétés élastiques générées à haute température pouvaient être décrites à partir d’un paramètre réduit prenant en compte la concentration en copolymère, la concentration d’enchevêtrement des chaînes ainsi que la fraction massique de greffons à LCST. Dans une seconde étape, cette étude a été élargie en utilisant des greffons de poly[oligo(éthylène glycol) méthyl éther méthacrylate]. Dans cette étude comparative, nous montrons que si la température de transition de phase des greffons est importante pour le déclenchement du processus associatif, les propriétés thermodynamiques des greffons gouvernent les propriétés élastiques à haute température. Dans une dernière partie, cette étude a été transposée à des squelettes polysaccharides de type alginate et acide hyaluronique afin d’améliorer la biocompatiblité. Avec ces copolymères de nature chimique pourtant très différente, la corrélation précédente entre module élastique et concentration réduite est de nouveau observée. Enfin, dans le cadre d’études plus appliquées, le caractère injectable des solutions a été vérifié pour les copolymères à base d’alginate, de même que leur cinétique de gélification extrêmement rapide en milieu physiologique qui permet de conserver l’intégrité des gels sur des temps longs tout en favorisant un relargage ralenti des molécules d’intérêt dans le milieu extérieur.